L'insufficienza cardiaca è una sindrome in cui il cuore non riesce a pompare il sangue a una velocità commisurata al fabbisogno di ossigeno cellulare a riposo o durante lo stress. È caratterizzato da ritenzione di liquidi, mancanza di respiro e affaticamento, in particolare durante lo sforzo. L'insufficienza cardiaca è un problema di salute pubblica in crescita, la principale causa di ospedalizzazione e una delle principali cause di mortalità. La cardiopatia ischemica è la principale causa di insufficienza cardiaca1.
Il rimodellamento ventricolare si riferisce a cambiamenti nella struttura, nelle dimensioni e nella forma del ventricolo sinistro. In altre parole, il rimodellamento ventricolare riguarda un'alterazione dell'architettura ventricolare sinistra. Questo rimodellamento architettonico del ventricolo sinistro è indotto da lesioni (ad esempio, infarto del miocardio), da sovraccarico di pressione (ad esempio, ipertensione arteriosa sistemica o stenosi aortica) o da sovraccarico di volume (ad esempio, insufficienza mitralica). Poiché il rimodellamento ventricolare influisce sullo stress della parete, ha un profondo impatto sulla funzione cardiaca e sullo sviluppo dell'insufficienza cardiaca.
La perdita di tessuto miocardico a seguito di infarto miocardico acuto determina una diminuzione dell'eiezione sistolica e un aumento del volume e della pressione telediastolica del ventricolo sinistro. Il meccanismo di Frank-Starling, che implica che un aumento del volume telediastolico provoca un aumento della pressione sviluppata durante la sistole, può aiutare a ripristinare la gittata cardiaca. Tuttavia, il concomitante aumento dello stress della parete può indurre ipertrofia regionale nel segmento non infartuato, mentre nell'area infartuata possono verificarsi espansione e assottigliamento. Studi sperimentali sugli animali mostrano che il ventricolo infartuato è ipertrofico e che il grado di ipertrofia dipende dalla taglia2 dell'infarto.
La perdita di tessuto miocardico a seguito di infarto miocardico acuto provoca un improvviso aumento delle condizioni di carico. Il rimodellamento post-infartuale si verifica nel contesto di sovraccarico di volume, poiché il tessuto infartuato allungato e dilatato aumenta il volume ventricolare sinistro. Un aumento del volume ventricolare non implica solo un aumento del precarico (stress passivo della parete ventricolare alla fine della diastole), ma anche un aumento del postcarico (stress totale della parete miocardica durante l'eiezione sistolica). Il postcarico è aumentato poiché il radio sistolico è aumentato. Pertanto, il rimodellamento ventricolare post-infarto del miocardio è caratterizzato da caratteristiche miste di sovraccarico di volume e sovraccarico di pressione.
Il miocardio è costituito da 3 componenti integrati: cardiomiociti, matrice extracellulare e microcircolazione capillare. Tutti e 3 i componenti sono coinvolti nel processo di rimodellamento. Le metalloproteinasi della matrice prodotte dalle cellule infiammatorie inducono la degradazione dei montanti del collagene intermiocitario e lo slittamento dei cardiomiociti. Ciò porta all'espansione dell'infarto caratterizzata dall'assottigliamento e dalla dilatazione sproporzionati del segmento3 dell'infarto. Nelle fasi successive del rimodellamento, viene indotta la fibrosi interstiziale, che influisce negativamente sulle proprietà diastoliche del cuore.
Il compartimento vascolare e cardiomiocitario nel miocardio dovrebbe rimanere bilanciato nel processo di rimodellamento ventricolare per evitare l'ipossia tissutale4,5. Il fatto che l'ipertrofia progredisca o meno verso l'insufficienza cardiaca può dipendere in modo critico da questo equilibrio tra il compartimento vascolare e quello dei cardiomiociti nel miocardio.
Un modello di legatura permanente dell'arteria coronaria discendente anteriore sinistra nei topi viene utilizzato per studiare il rimodellamento ventricolare e la funzione cardiaca dopo l'infarto del miocardio. Questo modello è fondamentalmente diverso in termini di obiettivi e rilevanza fisiopatologica rispetto al modello di legatura transitoria dell'arteria coronaria discendente anteriore sinistra. In quest'ultimo modello di danno da ischemia/riperfusione, l'estensione iniziale dell'infarto può essere modulata da fattori che influenzano il salvataggio miocardico dopo riperfusione6. Al contrario, l'area dell'infarto a 24 ore dopo la legatura permanente dell'arteria coronaria discendente anteriore sinistra è fissa. La funzione cardiaca in questo modello sarà influenzata da 1) il processo di espansione dell'infarto, la guarigione dell'infarto e la formazione di cicatrici; e 2) lo sviluppo concomitante di dilatazione ventricolare sinistra, ipertrofia cardiaca e rimodellamento ventricolare.