SEZIONE 11
11. DISORDINI CARDIOVASCOLARI
83
INVECCHIAMENTO E
SISTEMA CARDIOVASCOLARE
FUNZIONE DEL SISTEMA CARDIOVASCOLARE
Distensibilità ventricolare,
riempimento cardiaco e precarico
Postcarico
Contrattilità miocardica
Frazione d’eiezione
e gittata sistolica
Frequenza cardiaca
Gittata cardiaca
La funzione del sistema cardiovascolare è determinata dall’interazione
di diverse variabili, che possono essere influenzate dall’età (v.
"Tabella 83-2"). Tuttavia, l’invecchiamento non modifica
la funzione sistolica globale della pompa cardiaca a riposo nelle persone
anziane normotese.
Distensibilità ventricolare, riempimento cardiaco e precarico
Una riduzione correlata all’età dell’elasticità ventricolare rimane non dimostrata, perché la dimostrazione richiederebbe misurazioni simultanee di pressione e volume; tali misurazioni invasive, di solito, non sono effettuate in persone sane.
La velocità del riempimento ventricolare sinistro protodiastolico
rallenta progressivamente dopo i 20 anni di età, cosicché, all’età
di 80 anni, essa si riduce al 50% (v.
"FIGURA 83-1"). Questa riduzione viene attribuita a modificazioni
strutturali (fibrosi) del miocardio ventricolare sinistro o ad attivazione
Ca++-dipendente
residua di miofilamenti dalla sistole precedente, che ha come risultato
un prolungamento del rilasciamento isometrico.
Sebbene il riempimento ventricolare sinistro durante la protodiastole sia minore nelle persone anziane rispetto a quelle giovani, il riempimento durante la telediastole è maggiore, perché la contrazione atriale è aumentata. Così, il volume telediastolico in posizione supina o seduta, di solito, non è ridotto nelle donne sane più anziane e aumenta lievemente con l’età negli uomini, purché la contrazione atriale sia normale. L’aumento della contrazione atriale è accompagnato da ingrandimento atriale e si manifesta all’auscultazione come quarto tono (galoppo atriale). La mancanza dell’aumentata contrazione atriale in pazienti anziani con fibrillazione atriale acuta o con un pacemaker che non stimola gli atri può essere clinicamente significativa, se la funzione ventricolare è compromessa per altre ragioni. La conseguenza può essere l’insufficienza cardiaca, soprattutto se la frequenza ventricolare è alta.
Postcarico
Il grado con cui l’invecchiamento influenza il postcarico (che dipende da resistenze vascolari periferiche, impedenza aortica e velocità dell’onda del polso aortico) varia notevolmente da persona a persona. Alcuni studi hanno riportato che le resistenze vascolari periferiche a riposo aumentano con l’età. Un incremento correlato all’età è stato osservato per l’impedenza aortica che, di solito, è < 10% dell’impedenza vascolare totale.
La velocità dell’onda del polso aortico aumenta con
l’età. Di conseguenza, nelle persone anziane le onde di pressione
dalla periferia ritornano al cuore più rapidamente. In uomini e donne anziani
sani, la pressione nella radice aortica continua ad aumentare e raggiunge
il picco più tardivamente durante la sistole, alterando in tal modo il profilo
del polso pressorio (v.
"FIGURA 83-2") e causando un aumento tardivo della pressione
arteriosa sistolica. La rigidità arteriosa, il conseguente aumento della
velocità dell’onda del polso e l’aumento tardivo della pressione
arteriosa sistolica possono spiegare l’aumento globale della pressione
arteriosa sistolica con l’età. L’aumento della pressione arteriosa
sistolica può riflettere un aggiustamento dei riflessi barocettivi a un
livello più alto nelle persone anziane. Le stesse modificazioni strutturali
che rendono l’aorta più rigida e provocano un aumento della velocità
dell’onda di polso possono spiegare la ridotta stimolazione dei barocettori,
necessaria a produrre una modificazione della pressione aortica. Alternativamente,
la risposta barocettiva può essere attenuata per le modificazioni correlate
all’età negli impulsi nervosi afferenti dai barocettori o negli impulsi
nervosi efferenti al sistema arterioso.
L’aumento della pressione arteriosa sistolica a riposo influenza il postcarico ventricolare sinistro a riposo. Tuttavia, se l’aumento della pressione sistolica rimane entro limiti normali, lo spessore parietale ventricolare sinistro può aumentare abbastanza da normalizzare lo stress di parete e mantenere così le dimensioni della cavità e la frazione d’eiezione quasi nei limiti della norma.
Contrattilità miocardica
La contrattilità miocardica dipende dall’attivazione Ca++-dipendente dei miofilamenti (accoppiamento eccitazione-contrazione). Gli effetti dell’età sui meccanismi che governano l’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo cardiaco sono stati studiati in modelli animali. Alcune delle modificazioni legate all’età sono correlate in parte ad alterazioni dell’espressione genica. Nei ratti, la produzione di forza contrattile, almeno a basse frequenze di stimolazione, è conservata in età avanzata. Sebbene non sia stato osservato un aumento della rigidità passiva del muscolo cardiaco isolato con l’età, la rigidità, durante la contrazione, aumenta. L’aumento del Ca++ nel mioplasma dopo eccitazione a basse frequenze e l’affinità delle miofibrille per il Ca++ non si modificano con l’età. A più alte frequenze di eccitazione, l’aumento transitorio del Ca++ (breve incremento della concentrazione del calcio nel citosol) non è ben caratterizzato in riferimento all’invecchiamento.
Nel muscolo cardiaco senile il rilasciamento è prolungato, probabilmente perché il Ca++ viene rimosso più lentamente dal mioplasma durante la diastole. Questa lenta rimozione probabilmente si verifica perché il reticolo sarcoplasmatico sequestra meno calcio. Il potenziale d’azione dura più a lungo nel muscolo cardiaco senile, ma il ruolo di questa modificazione nel prolungare la contrazione non è chiaro. I cambiamenti del potenziale d’azione possono riflettere modificazioni associate all’età delle conduttanze ioniche del sarcolemma o possono dipendere dal prolungamento dell’aumento transitorio del Ca++ nel mioplasma indotto dall’eccitazione.
Nel muscolo cardiaco senile isolato, gli isoenzimi della miosina virano verso le forme più lente e l’attività dell’adenosina trifosfatasi si riduce. Questi cambiamenti possono spiegare perché la velocità di accorciamento diminuisce durante la contrazione isotonica.
Una riduzione della velocità miocardica di rilasciamento comporta un rilasciamento miocardico meno completo quando la valvola mitrale si apre e una riduzione della velocità del riempimento ventricolare sinistra durante la protodiastole.
Frazione d’eiezione e gittata sistolica
In uomini e donne anziani sani, la frazione d’eiezione a riposo non è ridotta. La gittata sistolica a riposo aumenta lievemente negli uomini anziani (in proporzione al volume telediastolico lievemente maggiore) e rimane costante nelle donne anziane.
Frequenza cardiaca
La frequenza cardiaca supina a riposo non cambia con l’età negli uomini sani; mentre la frequenza cardiaca in posizione seduta si riduce lievemente in uomini e donne. Negli uomini senza malattia coronarica le variazioni spontanee della frequenza cardiaca durante il periodo delle 24 h si riducono, così come le variazioni del ritmo sinusale con il respiro. La frequenza sinusale intrinseca (cioè, misurata dopo blocco simpatico e parasimpatico) si riduce significativamente con l’età. Per esempio, la frequenza sinusale intrinseca media è 104 battiti/min all’età di 20 anni rispetto a quella di 92 battiti/min all’età di 45-55 anni. Tuttavia, mancano i dati su persone > 55 anni.
Gittata cardiaca
L’indice cardiaco a riposo (gittata cardiaca per unità di tempo [l/min], misurata in posizione seduta e divisa per l’area di superficie corporea [m2]) non è ridotto negli uomini anziani sani, che sono stati rigorosamente selezionati per escludere patologie cardiache silenti e che vivono in modo indipendente nelle comunità. Tuttavia, nelle donne anziane, la gittata cardiaca a riposo si riduce lievemente perché né il volume telediastolico né la gittata sistolica aumentano per compensare la modesta riduzione della frequenza cardiaca. Queste differenze tra i due sessi sembrano dovute in parte a differenze di forma fisica, anche tra uomini e donne sedentarie.
CAPACITÀ AEROBICA E FUNZIONE CARDIOVASCOLARE
DURANTE L’ESERCIZIO
Modulazione b-adrenergica
L’invecchiamento influenza la capacità aerobica e
le prestazioni cardiovascolari durante esercizio (v.
"Tabella 83-2"). La capacità massima di esercizio e il massimo
consumo di ossigeno (O2)
si riducono con l’età, ma le variazioni interindividuali sono significative.
La capacità aerobica diminuisce del 50% tra l’età di 20 e 80 anni,
perché la massima gittata cardiaca si riduce del 25% e l’utilizzazione
periferica di O2
si riduce (cioè, la differenza arterovenosa di O2
diminuisce del 25%) a causa delle riduzioni correlate all’età della
massa e della forza muscolare. Altri possibili meccanismi comprendono l’insufficiente
redistribuzione del flusso ematico ai muscoli in attività e la ridotta estrazione
e utilizzazione di O2
per unità di muscolo. Con l’età, la frequenza cardiaca durante l’esercizio
massimale diminuisce, ma il volume cardiaco in telediastole e durante il
ciclo cardiaco (che comprende la telesistole) è maggiore durante l’esercizio
nelle persone anziane che in quelle giovani. Perciò, nelle persone anziane,
il volume di riempimento protodiastolico ventricolare sinistro aumenta durante
l’esercizio. Di conseguenza, il volume telediastolico, anche al picco
dell’esercizio, non è compromesso a causa di un "cuore rigido"
e la gittata sistolica durante l’esercizio, nelle persone anziane,
è conservata. La riduzione del 25% dell’indice cardiaco massimo che
si verifica tra l’età di 25 e 85 anni è dovuta completamente alla
riduzione correlata all’età della frequenza cardiaca massima.
Durante tutti i livelli di esercizio, un cuore più vecchio, in media, pompa sangue a volumi di riempimento maggiori. Tuttavia, la gittata sistolica nelle persone anziane non supera quella delle persone giovani, perché il volume telesistolico negli anziani è maggiore rispetto a quello dei giovani. Di conseguenza, la frazione d’eiezione non aumenta tanto in risposta all’aumento del volume telediastolico. Così, sebbene la gittata sistolica durante l’esercizio è mantenuta allo stesso livello nelle persone anziane e in quelle giovani, il meccanismo di Frank-Starling si riduce con l’età. Queste modificazioni dipendono da una combinazione di fattori legati all’età, che comprendono le componenti vascolari e cardiache dell’aumentato postcarico, la ridotta contrattilità miocardica massimale intrinseca e il ridotto aumento di contrattilità in risposta alla b-stimolazione adrenergica.
Modulazione b-adrenergica
L’attività del sistema nervoso simpatico sembra aumentare con l’età, come suggerito dai livelli ematici più alti di norepinefrina ed epinefrina nelle persone anziane rispetto ai giovani durante qualsiasi tipo di sforzo. Poiché i livelli di norepinefrina ed epinefrina sono più alti, più recettori b-adrenergici sono occupati sulla superficie cellulare cardiaca e vascolare. Il risultato è una desensibilizzazione dei recettori b-adrenergici, che causa, quindi, una down-regulation dei segnali intracellulari ad essi associati. Tale desensibilizzazione può rendere conto di tutta o di una parte sostanziale della ridotta risposta postsinaptica, correlata all’età, alla stimolazione b-adrenergica.
La stimolazione b-adrenergica delle cellule segnapassi è responsabile, in larga parte, dell’aumento della frequenza cardiaca durante l’esercizio. Quando viene utilizzata un’infusione rapida endoarteriosa di un agonista b-adrenergico (p. es., isoproterenolo) per riprodurre l’esercizio, l’aumento della frequenza cardiaca e della frazione di eiezione è inferiore e la dilatazione vascolare e il rilasciamento venoso nell’avambraccio sono minori negli uomini anziani rispetto a quelli giovani (nel muscolo cardiaco umano isolato e nei miociti, anche la risposta alla stimolazione b-adrenergica si riduce con l’età). Tuttavia, la venocostrizione a-adrenergica, mediata durante l’esercizio, non si riduce con l’età ed è un fattore importante nel facilitare il ritorno ematico al cuore.
Il blocco b-adrenergico durante l’esercizio abolisce le differenze correlate all’età della frequenza cardiaca, della velocità di riempimento ventricolare sinistra e del volume telediastolico. Così, la risposta cardiovascolare all’esercizio dopo b-blocco acuto è simile nelle persone giovani e in quelle anziane.
Studi su animali confermano la riduzione con l’età della risposta contrattile dei cadiomiociti alla stimolazione b-adrenergica. La risposta contrattile è ridotta perché, con l’età, la stimolazione b-adrenergica è meno in grado di aumentare la disponibilità dei canali del Ca++ tipo L nel sarcolemma e di potenziare così il breve incremento della concentrazione di calcio nel citosol (Ca++ transitorio). La riduzione correlata all’età della risposta postsinaptica dei miociti alla stimolazione b-adrenergica sembra essere dovuta a cambiamenti multipli nell’accoppiamento dei recettori b1 e b2-adrenergici ai meccanismi post-recettoriali intracellulari. Il principale cambiamento correlato all’età, che limita la trasmissione intracellulare di questa via di segnali, sembra interessare l’accoppiamento dei recettori b-adrenergici all’adenilato ciclasi mediante la proteina G stimolante (Gs). A causa di questo cambiamento, non si produce una quantità di adenosina monofostato ciclico (cyclic Adenosine MonoPhospate, cAMP) intracellulare sufficiente ad attivare adeguatamente la protein chinasi A, che fosforilizza proteine chiave, determinando una funzione proteica alterata e una funzione cardiaca aumentata. La ridotta risposta alla stimolazione b-adrenergica nelle persone anziane sane assomiglia a quella dei pazienti con insufficienza cardiaca cronica. Tuttavia, diversamente dal caso dell’insufficienza cardiaca cronica, né l’attività della chinasi b-adrenergica, né l’attività della proteina G inibitrice (Gi inibisce l’adenilato ciclasi intracellulare) sembrano essere coinvolte nella riduzione correlata all’età degli effetti b-adrenergici.
FUNZIONE CARDIOVASCOLARE NELL’IPERTENSIONE
Gli stessi cambiamenti vascolari e cardiaci (emodinamici) che sono stati osservati nelle persone normotese quando invecchiano si verificano anche nelle persone ipertese, ma a un’età più giovane, e, in alcuni, i cambiamenti sono esagerati. Tuttavia, con l’età, le persone ipertese subiscono alcune modificazioni che non si verificano nei soggetti normotesi. Nelle persone ipertese, la resistenza vascolare periferica aumenta sostanzialmente con l’età. L’aumento della resistenza vascolare periferica aumenta la pressione arteriosa diastolica e media e ha un ruolo maggiore nel postcarico vascolare cardiaco rispetto alle persone normotese. La gittata sistolica e la gittata cardiaca sono più basse nelle persone ipertese che in quelle normotese anche a riposo.
