Perubahan dalam PreloadJika afterload dan kontraktilitas tetap konstan tetapi preload disebabkan meningkat (misalnya, dengan pemberian cairan intravena), ventrikel kiri EDV naik. Peningkatan preload menambah volume stroke yang melalui mekanisme Frank-Starling sehingga ESV dicapai adalah sama seperti sebelum meningkatkan preload. Ini berarti bahwa ventrikel kiri yang normal mampu menyesuaikan stroke volume dan efektif mengosongkan isinya untuk menyesuaikan volume yang mengisi diastolik yang, selama kontraksi dan afterload yang konstan.Meskipun volume akhir diastolik dan akhir tekanan diastolik sering digunakan secara bergantian sebagai penanda preload, hubungan antara mengisi volume dan tekanan (yaitu, kepatuhan ventrikel; lihat Tabel 9.1) sebagian besar mengatur tingkat pengisian ventrikel. Jika kepatuhan ventrikel berkurang (misalnya, dalam hipertrofi LV berat), kemiringan kurva pengisian diastolik (segmen ab pada Gambar. 9.4) menjadi curam. Sebuah ventrikel "kaku" atau buruk compliant mengurangi kemampuan ruang untuk mengisi selama diastole, sehingga daripada- ventrikel yang normal volume akhir diastolik lebih rendah.Dalam keadaan ini, stroke volume akan berkurang sedangkan volume akhir sistolik tetap tidak berubah.

Perubahan dalam AfterloadJika preload dan kontraktilitas tetap konstan dan afterload ditambah (misalnya, dalam keadaan impedansi tinggi seperti hipertensi atau stenosis aorta), tekanan yang dihasilkan oleh ventrikel kiri selama ejeksi meningkat. Dalam situasi ini, pekerjaan yang lebih ventrikel yang dikeluarkan dalam mengatasi resistensi terhadap ejeksi dan kurang serat pemendekan berlangsung. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 9.5B, peningkatan hasil afterload dalam tekanan sistolik ventrikel lebih tinggi dan LV volume akhir sistolik lebih besar dari normal.Dengan demikian, dalam pengaturan peningkatan afterload, stroke volume ventrikel (EDV-ESV) berkurang.Ketergantungan dari volume akhir sistolik pada afterload adalah sekitar linier:semakin besar afterload, semakin tinggi volume akhir sistolik. Hubungan ini digambarkan pada Gambar 9.5 sebagai akhir-sistolik tekanan-volume yang terkait (ESPVR) dan analog dengan kurva total ketegangan dalam percobaan otot terisolasi dijelaskan sebelumnya.

Perubahan dalam KontraktilitasKemiringan garis ESPVR pada volume tekanan lingkaran grafik adalah fungsi kontraktilitas jantung. Dalam kondisi peningkatan kontraktilitas,lereng ESPVR menjadi curam; yaitu, itu bergeser ke atas dan ke kiri. Oleh karena itu,setiap preload diberikan atau afterload, ventrikel mengosongkan lebih lengkap (meningkat stroke volume) dan menghasilkan volume akhir sistolik lebih kecil dari normal (lihat Gambar. 9.5C). Sebaliknya, dalam situasi berkurang kontraktilitas, garis ESPVR bergeser ke bawah, konsisten dengan penurunan stroke volume dan tinggi akhir-sistolik volume. Dengan demikian, volume akhir sistolik tergantung pada afterload dikompensasi dengan kontrak ventrikel dan negara inotropik, tetapi independen dari volume akhir diastolik sebelum kontraksi.

Gagal Jantung dengan Reduced EFDi negara-negara disfungsi sistolik, ventrikel yang terkena memiliki kapasitas berkurang untuk mengeluarkan darah karena gangguan miokard kontraktilitas atau tekanan yang berlebihan (misalnya,

afterload yang berlebihan). Hilangnya kontraktilitas mungkin akibat dari kerusakan miosit, fungsi miosit yang abnormal, atau fibrosis. Tekanan yang berlebihan merusak ejeksi ventrikel secara signifikan meningkatkan resistensi terhadap aliran.Gambar 9.7A menggambarkan efek disfungsi sistolik karena gangguan kontraktilitaspada lingkaran tekanan-volume. The ESPVR digeser ke bawah sehingga sistolikpengosongan berhenti pada volume akhir sistolik lebih tinggi dari normal. Akibatnya, stroke volume jatuh. Ketika balik vena paru normal ditambahkan ke peningkatan volume akhir sistolik yang tetap di ventrikel karena pengosongan tidak lengkap, diastolik meningkat volume ruang, sehingga menghasilkan volume akhir diastolik lebih tinggi dari normal dan tekanan. Sementara itu peningkatan preload menginduksi kenaikan kompensasi stroke volume (melalui mekanisme Frank-Starling), gangguan kontraktilitas dan fraksi ejeksi berkurang menyebabkan volume akhir sistolik tetap tinggi.

Selama diastole, tekanan LV terus-menerus meningkat ditransmisikan ke atrium kiri(Melalui katup mitral terbuka) dan pembuluh darah paru dan kapiler. Sebuah kapiler paru tekanan hidrostatik tinggi, ketika cukup tinggi (biasanya 20 mm Hg), hasil dalam transudasi cairan ke dalam interstitium paru dan gejala pulmonarycongestion.

Gagal Jantung dengan Diawetkan EFPasien yang menunjukkan gagal jantung dengan diawetkan EF sering menunjukkan kelainan dari fungsi diastolik ventrikel: baik gangguan relaksasi diastolik awal (suatu proses yang tergantung energi aktif), meningkatkan kekakuan dinding ventrikel (properti pasif), atau keduanya. Iskemia miokard akut adalah contoh dari suatu kondisi yang secara sementara menghambat pengiriman energi dan relaksasi diastolik. Sebaliknya, meninggalkan hipertrofi ventrikel, fibrosis, atau kardiomiopati restriktif (lihat Bab 10) menyebabkan dinding LV menjadi kronis menegang. Penyakit perikardial tertentu (tamponade jantung dan penyempitan perikardial, seperti yang dijelaskan dalam Bab 14) menyajikan kekuatan eksternal yang membatasi pengisian ventrikel dan mewakili bentuk berpotensi reversibel disfungsi diastolik. Pengaruh gangguan fungsi diastolik tercermin dalam lingkaran tekanan-volume (lihat Gambar 9.7B.): Di diastole, pengisian ventrikel terjadi pada lebih tinggi daripada- tekanan normal karena bagian bawah loop digeser ke atas sebagai akibat dari mengurangi kepatuhan ruang. Pasien dengan disfungsi diastolik tanda-tanda sering manifest kemacetan vaskular karena tekanan diastolik tinggi ditransmisikan retrograde ke vena paru dan sistemik.

Sedangkan prinsip-prinsip fisiologis yang disebutkan di atas dapat diterapkan untuk kedua gagal jantung sisi kanan dan sisi kiri, ada perbedaan yang jelas dalam fungsi antara kedua ventrikel. Dibandingkan dengan ventrikel kiri, ventrikel kanan (RV) adalah, ruang yang sangat sesuai berdinding tipis yang menerima volume darah yang pada tekanan rendah dan menyemburkan terhadap resistensi pembuluh darah paru yang rendah. Sebagai hasil dari kepatuhan yang tinggi, RV memiliki sedikit kesulitan menerima berbagai mengisi volume tanpa perubahan signifikan dalam tekanan pengisian nya. Sebaliknya, RV yang cukup rentan terhadap kegagalan dalam situasi yang menyajikan peningkatan mendadak dalam afterload, seperti emboli paru akut. Penyebab paling umum dari gagal jantung sisi kanan sebenarnya adalah adanya gagal jantung sisi kiri (Tabel 9.2). Dalam situasi ini, afterload berlebihan menghadapkan ventrikel kanan karena tekanan pembuluh darah paru tinggi yang dihasilkan

dari disfungsi LV. Terisolasi gagal jantung kanan kurang umum dan biasanya mencerminkan peningkatan afterload RV karena penyakit parenkim paru-paru atau pembuluh darah paru.Penyakit jantung kanan yang dihasilkan dari proses paru primer dikenal sebagai cor pulmonale, yang dapat menyebabkan gejala gagal jantung kanan.

Mekanisme Frank-StarlingSeperti ditunjukkan dalam Gambar 9.3, gagal jantung yang disebabkan oleh gangguan fungsi ventrikel kiri kontraktil menyebabkan pergeseran ke bawah dari kurva kinerja ventrikel. Akibatnya, pada preload diberikan, stroke volume menurun dibandingkan dengan normal. Hasil volume berkurang stroke pada lengkap ruang pengosongan, sehingga volume darah yang terakumulasi dalam ventrikel selama diastole lebih tinggi dari normal (lihat Gambar. 9.3, titik b). Hal ini meningkatkan peregangan pada myofibers, bertindak melalui mekanisme Frank-Starling, menginduksi stroke volume yang lebih besar pada kontraksi berikutnya, yang membantu untuk mengosongkan ventrikel kiri membesar dan melestarikan depan curah jantung (lihat Gambar 9.8).

Mekanisme kompensasi yang menguntungkan ini ada batasnya, namun. Dalam kasus gagal jantung berat dengan depresi ditandai kontraktilitas, kurva mungkin hampir datar pada volume diastolik lebih tinggi, mengurangi pembesaran dari cardiac output yang dicapai oleh peningkatan mengisi ruang. Bersamaan dalam situasi seperti itu, ditandai elevasi volume akhir diastolik dan tekanan (yang ditularkan retrograde ke atrium kiri, vena paru, dan kapiler) dapat menyebabkan kongesti paru dan edema (seeFig. 9.3, titik c).

Neurohormonal PerubahanBeberapa mekanisme penting kompensasi neurohormonal diaktifkan pada gagal jantung dalam menanggapi curah jantung menurun (Gambar. 9.9). Tiga yang paling penting melibatkan (1) sistem saraf adrenergik, (2) sistem renin angiotensin aldosteron-dan (3) peningkatan produksi hormon antidiuretik (ADH). Pada bagian, mekanisme ini berfungsi untuk meningkatkan resistensi pembuluh darah sistemik, yang membantu untuk mempertahankan perfusi arteri ke organ vital, bahkan dalam pengaturan curah jantung berkurang. Artinya, karena tekanan darah (BP) adalah sama dengan produk dari cardiac output (CO) dan resistensi perifer total (TPR),BP = CO xTPRkenaikan TPR yang disebabkan oleh mekanisme kompensasi hampir dapat menyeimbangkan penurunan CO dan, pada tahap awal gagal jantung, mempertahankan TD cukup normal. Selain itu, hasil aktivasi neurohormonal garam dan air retensi, yang pada gilirannya meningkatkan volume intravaskular dan preload ventrikel kiri, memaksimalkan stroke volume melalui mekanisme Frank-Starling.Meskipun efek akut dari stimulasi hormonal neuro yang kompensasi dan bermanfaat, aktivasi kronis dari mekanisme ini sering akhirnya terbukti merusak ke jantung gagal dan memberikan kontribusi untuk kursus menurun progresif, seperti yang dijelaskan kemudian.

Adrenergik Sistem SarafPenurunan curah jantung pada gagal jantung dirasakan oleh baroreseptor di sinus karotis dan arkus aorta. Reseptor ini menurunkan tingkat mereka menembak secara proporsional dengan penurunan BP, dan sinyal ditransmisikan oleh 9 dan saraf kranial ke-10 ke pusat kendali kardiovaskular di medula. Akibatnya, simpatik keluar aliran ke jantung dan sirkulasi perifer meningkat, dan nada parasimpatis berkurang. Ada tiga konsekuensi langsung (lihat Gambar 9.9.): (1) peningkatandenyut jantung, (2) augmentasi dari ventrikel kontraktilitas, dan (3) vasokonstriksi yang disebabkan oleh stimulasi reseptor pada vena sistemik dan arteri.Peningkatan denyut jantung dan kontraktilitas ventrikel langsung meningkatkan cardiac output(Lihat Gambar. 9.2). Vasokonstriksi sirkulasi vena dan arteri juga awalnya menguntungkan. Penyempitan vena menambah kembali darah ke jantung, yang meningkatkan preload dan meningkatkan stroke volume melalui mekanisme Frank- Starling, selama ventrikel beroperasi pada bagian menaik-nyakurva kinerja ventrikel. Arteriol penyempitan meningkatkan resistensi pembuluh darah perifer dan karena itu membantu untuk menjaga tekanan darah (CO BP?? TPR). Distribusi regional reseptor adalah seperti yang selama simpatikstimulasi, fl ow darah didistribusikan ke organ vital (misalnya, jantung dan otak) dengan mengorbankan kulit, jeroan splanchnic, dan ginjal.

Renin-Angiotensin-Aldosteron SistemSistem ini juga diaktifkan dini pada pasien dengan gagal jantung (lihat Gambar. 9.9), dimediasi oleh peningkatan pelepasan renin. Rangsangan utama untuk sekresi renin dari sel juxtaglomerular ginjal pada pasien gagal jantung meliputi (1) menurun arteri ginjal tekanan perfusi sekunder untuk output jantung yang rendah, (2) penurunanpengiriman garam ke densa makula ginjal karena perubahan dalam intrarenaldinamika hemo, dan (3) stimulasi langsung dari juxtaglomerular? 2-reseptor oleh sistem saraf adrenergik diaktifkan. Renin adalah enzim yang memotong beredarangiotensinogen untuk membentuk angiotensin I, yang kemudian dengan cepat dibelah oleh endotel sel-terikat angiotensin-converting enzyme (ACE) untuk membentuk angiotensin II (AII), suatu vasokonstriktor poten (lihat Bab 13). Peningkatan AII mengkonstriksi arterioldan meningkatkan resistensi perifer total, sehingga melayani untuk mempertahankan darah sistemiktekanan. Selain itu, AII bertindak untuk meningkatkan volume intravaskular oleh dua mekanisme: (1) di hipotalamus, merangsang rasa haus dan karena ituasupan air; dan (2) di korteks adrenal, ia bertindak untuk meningkatkan sekresi aldosteron. Yang terakhir hormon mempromosikan reabsorpsi natrium dari tubulus berbelit-belit distal ginjal ke dalam sirkulasi (lihat Bab 17), melayani untuk meningkatkan volume intravaskular. Kenaikan meningkat volume intravaskular meninggalkan preload ventrikel dan dengan demikian menambah curah jantung melalui mekanisme Frank-Starling pada pasien pada bagian menaik kinerja ventrikelkurva (lihat Gambar. 9.3).

Antidiuretik Hormon Sekresi hormon ini (juga disebut vasopressin)oleh hipofisis posterior meningkat pada banyak pasien dengan gagal jantung, mungkin dimediasi melalui baroreseptor arteri, dan dengan peningkatan tingkat AII. ADH kontribusi untuk peningkatan volume intravaskular karena mempromosikan retensi air di nefron distal. Peningkatan volume intravaskular yang berfungsi untuk meningkatkan preload ventrikel kiri dan curah jantung. ADH juga muncul untuk berkontribusi vasokonstriksi sistemik.

Meskipun masing-masing perubahan neurohormonal pada gagal jantung adalah awalnya menguntungkan, aktivasi terus akhirnya membuktikan berbahaya. Misalnya, peningkatan volume sirkulasi dan ditambah aliran balik vena ke jantung dapat memperburuk pembengkakan dari pembuluh darah paru-paru, memperburuk paru kongestifgejala. Selain itu, resistensi arteriol ditinggikan meningkatkan afterload yangdikompensasi dengan gagal kontrak ventrikel kiri dan mungkin karena itu merusak stroke volume dan mengurangi cardiac output (lihat Gambar. 9.9). Selain itu, denyut jantung meningkat menambah permintaan metabolik dan karena itu dapat mengurangi kinerja jantung gagal. Terus menerus hasil aktivasi simpatik di downregulation dari jantung? Reseptor adrenergik dan peningkatan regulasi protein G hambat, berkontribusi terhadap penurunan sensitivitas miokardium untuk beredar katekolamin dan respon inotropik berkurang. Tingkat kronis peningkatan AII dan aldosteron memiliki efek merugikan tambahan. Mereka memprovokasi produksi sitokin (protein kecil yang memediasi komunikasi sel-sel dan respon imun), mengaktifkan makrofag, dan merangsang broblasts fi, mengakibatkan fibrosis dan renovasi yang merugikan dari gagal jantung.Karena konsekuensi yang tidak diinginkan dari aktivasi neurohormonal kronis akhirnya lebih besar daripada ts benefi mereka, banyak terapi farmakologis hari ini gagal jantung dirancang untuk moderat ini "kompensasi" mekanisme, seperti diperiksa kemudian dalam bab ini.

Peptida natriuretikBerbeda dengan konsekuensi akhirnya merugikan dari perubahan neurohormonal dijelaskan pada bagian sebelumnya, peptida natriuretik alami "menguntungkan" hormon yang disekresikan pada gagal jantung sebagai respons terhadap tekanan intrakardial meningkat. Yang terbaik dipelajari dari ini adalah atrial natriuretik peptida (ANP) dan B-type natriuretic peptide (BNP). ANP disimpan dalam sel atrium dan dilepaskan dalam menanggapi distensi atrium. BNP tidak terdeteksi di dalam hati normal tetapi diproduksi ketika miokardium ventrikel dikenakan hemodinamik stres (misalnya, gagal jantung atau selama infark miokard).Studi terbaru menunjukkan hubungan yang erat antara kadar BNP serum dankeparahan klinis gagal jantung. Tindakan peptida natriuretik dimediasioleh reseptor natriuretik tertentu dan sebagian besar berlawanan dengan orang-orang dari sistem hormon lainnya diaktifkan pada gagal jantung. Mereka menghasilkan ekskresi natrium dan air, vasodilatasi, penghambatan sekresi renin, dan antagonisme efek AII pada aldosteron dan vasopressin tingkat. Meskipun efek ini bermanfaat bagi pasien dengan gagal jantung, mereka biasanya tidak efisien suffi untuk sepenuhnya melawan vasokonstriksi dan efek volume mempertahankan sistem hormonal lainnya diaktifkan.Peptida lainnyaDi antara peptida lainnya yang dihasilkan dalam gagal jantung adalah endotelin-1, suatu vasokonstriktor kuat, berasal dari sel endotel yang melapisi pembuluh darah (lihat Bab 6). pada

pasien dengan gagal jantung, konsentrasi plasma endotelin-1 berkorelasi dengan keparahan penyakit dan hasil yang merugikan. Obat dirancang untuk menghambat reseptor endotelin (dan karena itu menumpulkan vasokonstriksi merugikan) meningkatkan fungsi LV pada gagal jantung pasien, tapi jangka panjang klinis manfaat belum ditunjukkan.

Ventricular Hypertrophy dan RenovasiHipertrofi ventrikel dan remodeling adalah proses kompensasi penting yang berkembang dari waktu ke waktu dalam menanggapi beban hemodinamik. Dinding stres (seperti yang didefinisikan sebelumnya) sering meningkat dalam mengembangkan gagal jantung karena baik LV dilatasi (meningkat radius ruang) atau kebutuhan untuk menghasilkan tekanan sistolik tinggi untuk mengatasi afterload yang berlebihan (misalnya, dalamstenosis aorta atau hipertensi). Sebuah peningkatan yang berkelanjutan dalam tekanan dinding (bersama dengan perubahan neurohormonal dan sitokin) merangsang perkembangan hipertrofi miokard dan deposisi matriks ekstraselular. Hal ini meningkatkan massa serat otot berfungsi sebagai mekanisme kompensasi yang membantu untuk mempertahankan kekuatan kontraktil dan menetralkan peningkatan stres dinding ventrikel (ingat bahwa ketebalan dinding dalam penyebut dari dinding rumus stres Laplace). Namun, karena kekakuan peningkatan dinding hipertrofi, manfaat ini datang dengan mengorbankan tekanan ventrikel diastolik higherthan-normal, yang ditransmisikan ke atrium kiri dan pembuluh darah paru (lihat Gambar. 9.8).Pola hipertrofi kompensasi dan renovasi yang berkembang tergantung pada apakah ventrikel dikenakan volume kronis atau tekanan yang berlebihan. Dilatasi ruang kronis karena kelebihan beban volume (misalnya, mitral kronis atau regurgitasi aorta) hasil dalam sintesis sarkomer baru di seri dengan yang lama, menyebabkan miosit memanjang. Jari-jari dari ruang ventrikel karena itu membesar, melakukannya secara proporsional dengan peningkatan ketebalan dinding, dan disebut hipertrofi eksentrik.Kelebihan tekanan kronis (misalnya, disebabkan oleh hipertensi atau stenosis aorta) hasil dalam sintesis sarkomer baru secara paralel dengan yang lama (yaitu, miosit menebal), disebut hipertrofi konsentris. Dalam situasi ini, ketebalan meningkat dinding tanpa proporsional ruang dilatasi, dan stres dinding karena mungkindikurangi secara substansial.Hipertrofi tersebut dan renovasi membantu mengurangi stres dinding dan mempertahankan kekuatan kontraktil, tapi akhirnya, fungsi ventrikel bisa menurun, memungkinkan ruang untuk melebarkan keluar dari proporsi ke dinding tebal. Ketika ini terjadi,hemodinamik beban yang berlebihan pada unit kontraktil menghasilkan menurunspiral kerusakan progresif dengan gagal jantung simtomatologi.