Diastolisk funksjon i venstre ventrikkel

Diastolisk funksjon og ekkokardiografisk vurdering

Betydningen av systolisk funksjon kan forstås intuitivt, men diastolens rolle er like fundamental for hjertets hemodynamikk. Tenk på det faktum at venstre hjertekammer trekker seg sammen og skyter blod ut i aorta omtrent 100 000 ganger daglig, og hver gang overvinner det aortamotstanden (afterload), som vanligvis er 110 mmHg eller mer. Det er lett å forstå hvorfor den systoliske funksjonen er avgjørende for den globale hjertefunksjonen. Systolen er en komplisert mekanisk prosess som involverer tre distinkte bevegelsesmønstre: longitudinell forkortning, radiell fortykning og sirkumferensiell (periferisk) sammentrekning (se Myokardmekanikk og figur 1).

Diastolen starter umiddelbart etter systolen og representerer perioden der myokardet går fra kontraksjon til avslapning. Under diastolen må hele ventrikkelmyokardiet slappe raskt og aktivt av, en prosess som er energikrevende (ATP-avhengig) for å pumpe kalsium tilbake i sarkoplasmatisk retikulum (via SERCA2a-pumpen). Dette tillater ventrikkelen å ekspandere, skape et «sug» (suction) og fylles på nytt med blod ved lave trykk. Selv om diastolen tidligere ble ansett som en passiv prosess, vet vi nå at den er en svært kompleks og sårbar del av ventrikkelfunksjonen. Nedsatt diastolisk funksjon (dvs. diastolisk dysfunksjon) er ofte det tidligste tegnet på hjertesykdom, lenge før systolisk funksjon påvirkes. Dette kan progrediere til diastolisk hjertesvikt (dvs. hjertesvikt med bevart ejeksjonsfraksjon, HFpEF). Diastolisk hjertesvikt er antagelig minst like vanlig som systolisk hjertesvikt (hjertesvikt med redusert ejeksjonsfraksjon, HFrEF), og forekomsten er økende. Tilstanden er sterkt assosiert med komorbiditeter som diabetes mellitus, arteriell hypertensjon, atrieflimmer, overvekt/fedme og høy alder (Pieske et al.).

Diastolens fysiologi og faser

For å kunne vurdere diastolisk funksjon korrekt med ekkokardiografi, er det nødvendig å forstå de underliggende hemodynamiske fasene. Diastolen deles inn i følgende fire faser (tabell 1):

Figur 2, et modifisert Wiggers-diagram, gir en oversiktlig fremstilling av fasene og hendelsene i løpet av hjertesyklusen. Som illustrert i figur 2 begynner diastolen hemodynamisk sett når aortaklaffen lukker seg (Aortic Valve Closure, AVC), og den slutter når mitralklaffen lukker seg (Mitral Valve Closure, MVC). Systole oppstår mellom mitralklaffens lukking og aortaklaffens lukking. På EKG faller R-bølgens topp sammen med systolens begynnelse (isovolumetrisk kontraksjon), mens diastolen starter ved slutten av T-bølgen.

Når aortaklaffen lukkes, begynner myokardiet i venstre ventrikkel å slappe av, og trykket i ventrikkelen synker raskt (figur 2). Den initiale relaksasjonen er isovolumetrisk, noe som betyr at relaksasjonen skjer uten endringer i ventrikkelvolumet ettersom både aorta- og mitralklaffen er lukket. Denne isovolumetriske relaksasjonen varer i ca. 80 millisekunder (normalområde 50–100 ms) og avsluttes når mitralklaffen åpner seg. Tidsintervallet mellom lukking av aortaklaffen og åpning av mitralklaffen er den isovolumetriske relaksasjonstiden (IVRT). En forlenget IVRT er ofte et av de første tegnene på svekket relaksasjonsevne (diastolisk dysfunksjon). Myokardiets evne til å slappe av under IVRT styres av venstre ventrikkels elastisitet og aktive prosesser (reopptak av kalsium). Jo større compliance (ettergivelighet) og jo mer effektiv den aktive relaksasjonen er, desto bedre er evnen til å generere en trykkgradient som trekker blod inn.

Under IVRT synker trykket i venstre ventrikkel drastisk, og når det er lavere enn trykket i venstre atrium, åpner mitralklaffen seg. Dette fører til at blod strømmer hurtig inn i venstre ventrikkel. Det lave ventrikkeltrykket, ofte kombinert med en elastisk rekyl («recoil»), fører til at blod aktivt suges inn i ventrikkelen. Dette definerer den andre fasen av diastolen – den raske fyllingen – som best studeres ved hjelp av pulserende Doppler. Prøvevolumet ( apikalt sett) plasseres ved tuppen av mitralklaffens seil (figur 2, øverst til høyre). Den raske blodstrømmen fra venstre atrium til venstre ventrikkel resulterer i en positiv bølge på spektralkurven som kalles E-bølgen (Early filling).

Etter hvert som blodet strømmer inn i venstre ventrikkel, stiger ventrikkeltrykket mens atrietrykket faller, noe som gjør at trykkgradienten mellom venstre atrium og ventrikkel avtar. Dermed avtar også den passive fyllingen. Jo større ventrikkelens ettergivelighet (compliance) er, desto større er blodvolumet som kan mottaes uten betydelig trykkstigning i denne fasen. Hvis ventrikkelen er stiv (dårlig compliance), vil trykket stige raskt, og den passive fyllingen vil opphøre bråere (kortere deselerasjonstid). Når trykket i ventrikkel og atrium har utjevnet seg, opphører strømningen nesten helt. Dette markerer begynnelsen på diastasen (figur 2). Diastasen er spesielt tydelig ved lav hjertefrekvens. Ved høy puls kan diastasen forsvinne helt fordi atriekontraksjonen starter før den raske fyllingen er ferdig.

Diastasen avsluttes når venstre atrium depolariseres (P-bølgen i EKG) og begynner å trekke seg sammen, noe som definerer den fjerde og siste fasen av diastolen. Atriets sammentrekning bidrar til den endelige tømmingen av atriet og «topper opp» ventrikkelvolumet (ca. 15-20% av fyllingen hos friske). Dette gir opphav til en A-bølge på spektralkurven (Doppler).

Hos friske, unge individer er blodvolumet som transporteres under den raske fyllingsfasen (E-bølgen), betydelig større enn volumet som transporteres under atriets sammentrekning (A-bølgen), noe som gir en E/A-ratio > 1. Med økende alder, eller ved sykdom som gir stivere ventrikkel (svekket relaksasjon), reduseres E-bølgen, og A-bølgen blir kompensatorisk større for å opprettholde slagvolumet. Dette fenomenet kalles «impaired relaxation» og resulterer i en E/A-ratio < 1 (hvor A-bølgen er høyest).

Når atriekontraksjonen er fullført, begynner atriets myokard å slappe av, og atriets trykk faller. Mitralklaffen lukker seg når trykket i atriet blir lavere enn trykket i ventrikkelen, og en ny systole er klar til å starte.

Vevsdoppler (Tissue Doppler Imaging – TDI)

For en komplett vurdering av diastolisk funksjon er det ikke tilstrekkelig å kun se på blodstrømmen (transmitral flow). Vi må også vurdere hastigheten på selve myokardbevegelsen. Dette gjøres med vevsdoppler (TDI). Ved å plassere prøvevolumet i mitralklaffens annulus (septalt og lateralt) måler man hastigheten på ventrikkelens lengdebevegelse i diastolen.

Denne bevegelsen gir opphav til bølgen e’ (e-prim). e’ er et mål på ventrikkelens aktive relaksasjon. En lav e’-hastighet indikerer at myokardet slapper av langsomt. e’ er en av de mest robuste parameterne for diastolisk funksjon og er mindre avhengig av fyllingsforholdene (pre-load) enn E-bølgen. Ved å kombinere transmitral E-bølge og vevsdoppler e’ får man ratioen E/e’. Denne ratioen korrelerer godt med venstre ventrikkels fyllingstrykk (LVEDP eller PCWP). En høy E/e’ indikerer forhøyet fyllingstrykk, som er kardinaltegnet på diastolisk hjertesvikt.

Gradering av diastolisk dysfunksjon

I klinisk praksis klassifiseres diastolisk dysfunksjon i grader basert på en integrert tilnærming som inkluderer E/A-ratio, e’-hastigheter, venstre atriums volumindeks (LAVI) og trikuspidalretur-hastighet (TR-max).

• Normal: Normal relaksasjon og normalt fyllingstrykk. E > A, normal e’.
• Grad I (Impaired relaxation): Svekket aktiv relaksasjon, men normalt fyllingstrykk. E < A, redusert e'. Vanlig hos eldre og ved hypertensjon.
• Grad II (Pseudonormal): Både svekket relaksasjon og forhøyet fyllingstrykk. E > A (som ser «normalt» ut, derav navnet pseudonormal), men e’ er redusert og E/e’ er forhøyet.
• Grad III (Restriktiv): Alvorlig stivhet og svært høyt fyllingstrykk. E >> A (høy E, liten A), svært kort deselerasjonstid og lav e’. Dette er assosiert med dårlig prognose.

Diastolen består dermed av to faser uten fylling (IVRT og diastase) og to faser med fylling (rask fylling og atriekontraksjon). Rask fylling er en prosess drevet av trykkgradient og ventrikulært sug, mens den endelige fyllingen sikres av atriet. Korrekt vurdering krever sammensatt bruk av transmitral flow og vevsdoppler.

Referanser

Pieske et al – How to diagnose heart failure with preserved ejection fraction: the HFA-PEFF diagnostic algorithm: a consensus recommendation from the Heart Failure Association (HFA) of the European Society of Cardiology (ESC).

Nagueh et al. Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2016.