심부전[Heart failure] 정의 증상 진단 치료

정상 심장의 생리

심장기능을 결정하는 요소들

1) 전부하(preload; LVEDV)

심장의 확장말기의 벽부하 (wall stress)를 결정

임상적으로는 좌심실확장말기압 (LVEDP) 혹은 좌심실확장말기용적 (LVEDV)에 의해 반영된다

 

결정요소

 

1.Total blood volume

2.Distribution of blood volume:

body position, venous tone, intrathoracic pressure,

intrapericardial pressure,venous tone,

pumping action of skeletal muscle

3.심방 수축

 

2) 후부하(afterload)

수축기에 심근에 걸리는 tension, force 및 wall stress

결정요소: PVR (peripheral vascular resistance),

   LV pressure, LV geometry

 

3) 심근수축력(contractility)

심근의 inotropic state

결정요소: 교감신경계, 혈중 카테콜라민,

  force-frequency relation, 심근세포 손실, 약제

 

심박출량은 전부하, 수축력, 심박동수 증가할수록 증가하고

후부하가 증가할수록 감소한다

 

심근 수축력의 조절

 

1) 세포내의 칼슘 이온 농도

2) 교감 신경계: 주로 베타 아드레너직 시스템Catecholamine(NE, E, Dopa, ISO)

→ b-Adrenergic Receptor → Gs protein → adenyl cyclase → Protein kinase A → cyclic AMP → PKA → 단백물질 인산화 → 세포내의 칼슘 농도 증가 → 수축력 증가(inotropic, lucitropic, chronotropic)  

 

-좌심실 수축기능 평가

 

1.구혈률(ejection fraction; EF%):

  정상: 50% 이상

  구혈률 = 100 × 구혈량/확장기말 용적

  = 100 × (확장기말 용적 - 수축기말 용적)/확장기말 용적

cf) 심박출량(cardiac output)=구혈량(stroke volume)×심박수(HR)

 

2.최대탄성도 (Maximal elastance: Emax, Ees)

   Pressure-volume curve에서 end-systolic pressure-volume point의 기울기.

  수축력 증가하면 Emax 기울기 증가

 

3. dP/dt : 등용수축기에 압력상승의 최대속도 

  -dP/dt : 등용이완기에 압력하강의 최대속도

 

-좌심실 확장기능 평가

 

1.좌심실 이완능 (LV relaxation)

  Tau (τ), -dP/dt

 

2.좌심실 수동적 이완능 (LV passive properties)

  심실 경직도 (Chamber stiffness)

  Pressure-volume curve에서 EDVP point의 기울기가 반영.

  기울기가 급할수록 더 stiff (덜 compliant) 하다.

 

3.좌심실 이완기능의 비침습적 측정 (by EchoCG):

 

4.좌심실 충만 형태 변화

   Pulse wave Doppler: mitral and pulmonary venous flow velocity pattern

   Tissue Doppler image on mitral annulus

 

 

심부전

-대사요구량만큼의 혈액을 공급하지 못하는 심장의 수축/이완 기능와 관련된

구조적, 기능적 이상 상태

-심부전의 기전: 심장에 혈역학적 부담이 주어질 때 여러 가지 보상기전을 통해 이를 극복해보려고 노력하지만 결국 그 보상기전(RAA↑, endothelin↑)이 remodeling 을 초래하여 심실기능의 비가역적 저하를 초래한다.

 

-수축기 심부전 (systolic heart failure)

심실의 수축기능 저하로 심실 확장과 구혈율 감소를

특징으로하며, 호흡곤란, 피로 및 운동능 저하등

전형적인 심부전 증상을 보이는 경우

 

-이완기심부전

HF with PSP, PEF-CHF 혹은 확장기 심부전 (diastolic heart failure)으로 알려져 있기도 하다.

전형적인 심부전 증상을 보이나 구혈율등 수축기능이 정상인 경우

대부분 확장기능의 이상이 심초음파에서 발견되며

좌심실 경직도(stiffness)의 증가와 이에 의한 좌심실 충만압 증가가 원인이다

 

나이 많은 고혈압 여성에서 폐부종과 같은 heart failure 증상이 있는데

EF≥50%인 경우 이완기 심부전을 의심해본다

-> 심초음파에서 좌심실확장 소견 있으면 확진

 

 

심부전의 발생원인  

 

Coronary heart disease

Hypertension

Cardiomyopathy: dilated, hypertropic, restrictive CMP

Valvular heart disease

Drug: beta-blocker, calcium antagonist, antiarrythmics, cytotoxic agents

Toxins: Alcohol, medications, cocaine, mercury, arsenic

Infiltrative disease: Amyloidodsis, sarcoidosis, hemochromatosis, connective tissue disease

Congenital heart disease

Etc.

 

Cardiac Remodeling and progression

 

Definition: genomic expression, molecular, cellullar and interstitial changes

that are manifested clinically as changes in size, shape and function of the heart after cardiac injury.

 

보상기전들

 

1.Frank-Starling mechanisms:

이완기말 용적 및 압력 증가(전부하 증가)

2.Compensatory hypertrophy:

용적 과부하: eccentric hypertrophy

압력 과부하: concentric hypertrophy

3.Ventricular remodeling: 심장기능 저하와 함께 심장의 크기와 모양이 변하는 것

4.심박출량의 재분배,

산소-헤모글로빈 해리곡선의 변화 및 말초조직에서 산소 적출(extraction) 증가

 

보상기전의 단기적/장기적 반응

 

반응	단기적 효과 (Adaptive)	장기적 효과 (Maladaptive)
염분-수분저류 혈관수축	전부하 증가 혈압 및 주요장기 관류 유지	폐부종, 전신부종 심근기능 약화, 에너지소요 증가
교감신경계흥분 Cytokine 활성화	심박수, 구혈율 증가 혈관확장	에너지소요 증가 혈관내피기능 감소, 골근육대사 증가, 수축력 감소, LV remodeling
심근비후	각 심근세포에 부하감소	심근세포 감소, 과부하 심근병증
Collagen 증가	심실용적의 확장 방지	확장기능 장애

 

 

심부전의  임상 양상

1.호흡곤란(dyspnea): 가장 흔하다

  노작성 호흡곤란 (exertional dyspnea)

  기좌호흡(orthopnea)

  발작성 야간 호흡곤란(paroxysmal nocturnal dyspnea)

  안정시 호흡곤란 (dyspnea at rest

  급성 폐부종

  Cheyne-Stokes respiration

 

 1.Symptoms caused by congestion of lung

  1)Dyspnea on exertion (DOE)

  2)Orthopnea.

  3)Paroxysmal nocternal dyspnea (PND)

 

 2. Congestion in other part

   1)Edema, pitting

   2)Heptomegaly, heptojugular reflux

   3)Ascites, pleural effusion

 

*호흡곤란의 기전 

  

  1. DECREASED PULMONARY FUNCTION 

      Decreased compliance 

      Increased airway resistance 

    

  2. INCREASED VENTILATORY DRIVE 

      Hypoxemia-   PCW 

      V/Q mismatching-  PCW,     CO 

       CO2 production-    CO-lactic acidosis 

    

  3. RESPIRATORY MUSCLE DYSFUNCTION 

      Decreased strength 

      Decreased endurance 

      Ischemia 

 

 

 

2. 피로, 허약: 비특이적 증상이나 흔하며, 골격근에 순환감소가 원인. 운동능 감소를 동반
3.소변: 야간뇨, 핍뇨
4. 중추신경계증상(cerebral symptoms): 노령환자에 흔하며, 중추신경의 순환이 저하됨으로써 혼돈, 불안, 기억상실 등
5. 소화기증상: 식욕부진, 오심, 복통, 복부팽만감 

 

1.Symptoms of forward failure

1.Fatigue of arm and legs

2.Drowsiness due to reduced blood flow to brain.

3.Reduced renal function

  (“cardiorenal syndrome”)

 

2. Symptoms of backward failure

1.Congestion of lung, liver, guts, legs and every other body

2.“Congestive HF”

 

이학적 검사

 

1.전신소견: 창백, 청색증, cold skin, diaphoresis, 소변량감소, 등

2.교감신경 흥분소견: 창백,말초 청색증, 식은땀등

3.Pulsus at alternans    

4.심비대

5.제3,4심음의 청진, 제2심음 특히 P2의 항진

6.정맥고혈압: 경정맥 종창 (JVP>3.5cmH2O)

7.Hepatojugular reflux

8.울혈성 간종대, jaundice

9.폐수포음

10.부종: ankle, pretibial 혹은 sacral(누운경우)

11.복수, hydrothroax

12.Cardiac cachexia:

 

Cardiac cachexia 원인 
(심장병으로 인해 체중이 심각하게 감소하는 증상)

 

1.대사율 증가,

2.심부전 혹은 디지털리스에 의한 식욕부진, 오심, 구토,

3.장혈관 울혈에 의한 장흡수감소,

4.TNF 등 사이토카인의 증가,

5.protein-losing enteropathy

 

 

 

 

진단

 

심부전의 기능적 분류
(NYHA) functional classification)

 

Class I: 심장 질환은 있으나 증상 없음

Class II: 일상적 활동시 피로, 심계항진, 호흡곤란, 협심증이 있는 경우

Class III: 일상생활보다 적은 활동에 피로, 심계항진, 호흡곤란, 협심증이 있는 경우

Class IV: 휴식시에도 피로, 심계항진, 호흡곤란, 협심증이 있는 경우

 

심부전 병기 분류
(Stage of heart failure)

 

Stage                                           정의                                                    예
A	심부전을 일으킬 수 있는 선행질환을 갖고 있으나 현재는 기질적인 심장의 이상 소견은 없는 경우	고혈압, 당뇨, 관동맥질환, 알코올 섭취, 심근증의 가족력, 심근독성, 약제의 사용력 등
B	심부전을 일으킬 수 있는 심장의 기질적 변화가 생겼으나 심부전의 증상과 징후가 나타나지 않는 경우	좌심실 비대나 섬유화, 좌심실 확장, 좌심실의 기능저하, 무증상의 판막질환, 심근경색증
C	심장의 기질적 변화와 함께 심부전 증상이 있거나 있었던 환자	좌심실 기능저하에 따른 호흡곤란 등의 증상이 있는 환자, 심부전증 치료로 현재는 증상이 없는 환자 등
D	진행된 심부전으로 최대한의 치료에도 증상이 심하고 특별한 치료가 필요한 경우	입원을 반복하는 환자, 심장이식 대상자, 좌심실보조장치에 의존하는 환자 등

 

Framingham criteria for Dx of congestive HF

 

진단: M≥2 or M≥1+m≥2

 

<Major Criteria> (CRASH PIN)

C: Cardiomegaly

R: Rale

A: Acute pulmonary edema

S: S3 gallop

H: Hepatojugular reflux

P: Paroxysmal nocturnal dyspnea

I: Increased venous pr(>16)

N: Neck vein distension

 

<minor criteria> (END HP TV; HP에서 TV해주는 시절은 끝)

E: Extremity edema

N: night cough

D: DOE

H: hepatomegaly

P: pleural effusion

V: vital capacity(≤정상의 1/3)

T: tachycardia(≥120)

<Major or minor> weight loss ≥ 4.5kg over 5days treatment

 

 

Forrester Classification

 

Clinical Severity Classification

 

Evidence for Low Perfusion

•Narrow pulse pressure

•Pulsus Alterations

•Cold fore arm and legs

•May be sleepy. Obtunded

•ACE inhibitor related  

  symptomatic hypotension

•Declining Serum sodium level

•Worsening renal function

 

 

Evidence for Congestion (Elevated filling pressure)

•Orthopnea

•High JVP

•Increasing S3

•Loud P2

•Edema

•Ascites

•Rales (uncommon)

•Abdominojugular reflux

•Valsalva square wave

 

Heart Failure를 진단하는 방법

 

•History and Physical Examination.

•EKG

•Chest x-ray

•Echocardiogram

•Other tests as needed (Holter monitor, Stress test, Cardiac cath, etc.)

 

BNP

EF이 감소한 심부전에서 특이적으로 증가한다, 호흡곤란의 원인이 폐의 문제인지, 심장의 문제인지 감별하는데 도움이 된다. 심부전에서 높을 수록 나쁜 예후

특징	BNP	NT-proBNP
구성	BNP molecule	NT fragment (1-76) NT-proBNP(1-108)
분자량	3.5 kd	8.5 kd
생성	NT-proBNP에서 분리	심근세포에서 분비
반감기	20분	120분
제거	NEP clearance 수용체	Renal clearance
연령에 따른 증가	+	++++
GFR과 관계	-0.20	-0.60
HF 진단	100 pg/mL	75세 미만: 125 pg/mL 75세 이상: 450 pg/mL

 

심부전 치료

 

치료목표

 

•생존율의 증가

  뉴로-호르몬 변화 교정

  심부전 진행 억제

•삶의 질적 향상

  증상완화

  운동능 향상

  입원율 감소

 

치료의 5대 요소

 

1.일반 보존요법

2.원인질환 제거

3.악화요인제거

4.심부전 진행 예방

5.울혈상태 치료

 

치료수단

 

•비약물 치료

 

1.염분제한 : 하루 2-3g으로 제한

 이뇨제의 용량과 부종을 줄일 수 있다.

2.규칙적인 운동

 운동능력이 좋아 진다.

3.위험인자 교정

4.동반질환 치료

 

•약물치료

1.ACE inhibitors/angiotensin R blocker

2.Beta Blockers

3.Aldosterone antagonist

4.Diuretics

5.Digitalis

6.Other

 

생존율 개선

  Beta-blocker, ACEi/ARB, Aldosteron antagonist

증상 완화

  Diuretics, Digitatalis, inotropics, vasodilators ..

 

HF 장기 생존률 증가시키는 약제 :

ACEi, ARB, low dose spironolactone,

BB (효과있는 BB: carveriolol, bisoprolol, Meto~ (propranolol 효과✗))

direct Vasodilator (Hydralazine + isosorbide dinitrate)

 

** BB 금기

unstable HF, 수축기혈압<90, 심한 fluid overload 상태, AV block, 천식

최근 IV inotropic agent 치료받은 경우

 

 

안지오텐신전환효소 억제제 ACEi

 

작용기전

1.혈액 및 신장, 심근 조직에서

1.안지오텐신-I이 안지오텐신-II로의 전환을 억제

2.브라디키닌(bradykinin) 분해를 억제

2.혈역학적 효과: 혈관확장작용을 통해 전부하와 후부하를 줄임으로써 심실벽스트레스와 산소소모량을 줄인다

3.심부전의 증상을 경감: 운동능력을 개선, 이뇨제와 염분의 배설을 촉진

4.심실 재형성 억제

5.심근의 비후 및 섬유화를 억제

6.심실의 허혈이나 부정맥도 감소시킨다.

 

부작용

•기침

•혈관성부종

•저혈압

•신기능저하

•고칼륨혈증

•피부발적, 백혈구감소증, 입맛이상

 

금기증

•임산부

•조절이 힘든 고칼륨혈증

•증상을 동반한 저혈압

•신장기능장애( Creatinine >3mg/L)

•양측신동맥협착

 

베타차단제 BB 

 

베타차단제 작용기전

 

1.심박수의 감소

2.beta-adrenergic 수용체 수 증가

3.카테콜라민의 심장독성 차단

4.항허혈작용

5.항고혈압작용

6.항부정맥작용

 

금기증

•천식

•방실차단

•증상이 있는 저혈압, 서맥

•

부작용

•저혈압

•수분저류, 심부전 악화

•피로

•서맥, 방실차단

 

Recommended b-blocker in HF

1.Carvedilol

2.Bisoprolol

3.Metoprolol succinate (not tartrate)

4.Nebivolol (ESC2005)

 

 

이뇨제

 

1.사용목적: 과도한 염분 및 수분 저류(retention)의 제거

2.축적된 수분의 제거

3.부종(폐, 전신) 치료

4.최적의 체중유지

5.작용하는 신세뇨관의 부위 기전에 따라 분류

 

•증상이 있는 심부전, 특히 수분저류가 있을 때

  Edema

  Dyspnea

  Lung Rales

  Jugular distension

  Hepatomegaly

  Pulmonary edema (X-ray)

 

부작용

 

•혈장 K+, Mg+  감소 (급사와 연관 가능)

•혈장 Na+ 감소

•뉴로-호르몬계 활성화

•Hyperuricemia (15 - 40%)

•저혈압

•Metabolic alkalosis

•기타: Ototoxicity. GI trouble

 

Aldosterone Inhibitors

 

Spironolactone

Competitive antagonist of the

aldosterone receptor (myocardium, arterial walls, kidney)

 

•Retention Na+ • Retention H2O ->Edema

 

•Excretion K+ Excretion Mg2 -> Arrhythmias

 

•Cytokine release Fibrous growth Collagen deposition ->Fibrosis (myocardium vessels)

 

디지탈리스

 

작용기전

Na+, K+-ATPase 억제 ® ↑세포내 Na+ ®세포내 Ca 2+ ↑

1.저용량: action potential에 영향 미치지 않음

2.고용량: action potential 연장

 

적응증

1.부정맥: PSVT, AF with RVR, AFL

2.심부전:

허혈성 심근증, 판막질환, 고혈압성 심질환, 각종 선천성 심질환, 확장성 심근증

3.치료 효과가 적은 경우:

Diastolic HF, 갑상선항진증, 승모판 협착증, 심근염, 심낭압전, 교액성 심낭염

 

디지탈리스 금기증

 

• Digoxin toxicity

• Advanced A-V block without pacemaker

• Bradycardia or sick sinus without PM

• PVC’s and VT

• Marked hypokalemia

• W-P-W with atrial fibrillation

 

Other Drugs. (only in selected patients)

•Inotropics: refractory HF

•Nitrates: ischemia, angina, pulmonary congestion

•ARB: Contraindications to ACE-i

•Antiarrhythmics: (only amiodarone) H risk arrhyth.

•Anticoagulants: High risk of embolysm

•Ca channel blockers: (only amlodipine) ischemia

 

 

Other Treatment 

1.Resynchronization therapy in HF

 

 

2.Heart transplantation

Indications for Heart transplantation

 

1.Cardiogenic shock requiring either continuous intravenous inotropic support or MCS with an IABP or MCS

 

2.Persistent NYHA class IV congestive HF symptoms refractory to maximal medical therapy
(LVEF <20%; peak VO2 <12mL•kg-1•min-1)

 

3.Intractable or severe anginal symptoms in patients with coronary artery disease not amenable to percutaneous or surgical revascularization

 

4.Intractable life-threatening arrhythmias unresponsive to medical therapy, catheter ablation, and/or implantation of intracardiac defibrillator