Questo studio si pone, quindi, 2 obiettivi: il primo è definire l andamento pressorio a medio-lungo termine nei pazienti affetti da coartazione

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1 PRESENTAZIONE Nella letteratura il trattamento della coartazione aortica viene affrontato da numerosi studi, con un ampia e documentata casistica concernente soprattutto i risultati ottenuti con la chirurgia: questo retaggio storico è facilmente comprensibile se si considera che l approccio chirurgico è stato il primo tipo di trattamento effettuato per curare i pazienti con coartazione istmica dell aorta. Gli interventi percutanei si sono sviluppati solo successivamente: di conseguenza anche gli studi a riguardo sono numericamente più limitati, in particolar modo quelli inerenti alla relativamente recente metodica d impianto di stent aortico. In particolare, pochi sono gli studi che comparano sistematicamente tra loro il trattamento con angioplastica e quello con impianto di stent. Proprio l esiguità dei dati a riguardo ha stimolato l esigenza di approfondire l argomento in merito, eseguendo uno studio comparativo che analizzasse l efficacia terapeutica, i gradienti pressori, l andamento emodinamico e le complicanze dei 2 tipi di trattamento percutaneo. Il gruppo di pazienti studiati proviene dall esperienza del Centro di Cardiologia Pediatrica del Policlinico S.Orsola-Malpighi nel periodo di tempo Uno dei problemi prioritari dei pazienti con coartazione aortica è lo sviluppo a distanza di ipertensione arteriosa con aumento del gradiente pressorio trans-istmico: risulta dunque di primaria importanza verificare in questi pazienti il comportamento pressorio in un follow-up a distanza. L impianto di stent aortico è una procedura che si è diffusa in larga scala solo di recente: proprio a causa della moderna attualità di questa procedura terapeutica, le indagini a riguardo sono limitate. Nello scenario internazionale, infatti, mancano studi che valutino il comportamento della pressione arteriosa a riposo e durante sforzo al Treadmill test nei pazienti con coartazione aortica nativa trattati con stent. 6

2 Questo studio si pone, quindi, 2 obiettivi: il primo è definire l andamento pressorio a medio-lungo termine nei pazienti affetti da coartazione aortica trattati con angioplastica e stent, confrontando tra loro gli esiti delle 2 procedure a livello clinico, ecografico e angiografico; il secondo è quello di valutare a distanza l andamento pressorio basale e da sforzo in un gruppo di pazienti con stent, completando il quadro attraverso l indagine nelle 24 ore all Holter pressorio. 7

3 I- COARTAZIONE AORTICA 1.1- Definizione La Coartazione aortica (CoA) è una anomalia congenita contraddistinta da un restringimento del lume aortico localizzato distalmente all arteria succlavia sinistra, nella regione limitrofa all inserzione del dotto arterioso. 1 La tonaca media, con modeste quantità di tessuto neointimale sovrapposto, appare ispessita e ripiegata in coincidenza delle zona coartata, che si trova generalmente a livello dell aorta posterolaterale nel tratto opposto allo sbocco del dotto arterioso. 2 Nel tratto immediatamente prossimale e in quello immediatamente distale al restringimento aortico spesso è presente una dilatazione pre e post-stenotica dell aorta. Nella maggioranza dei pazienti è rintracciabile un variabile grado di ipoplasia dell istmo aortico: di norma l entità del restringimento è direttamente proporzionale sia al grado di ipoplasia sia alla gravità della sintomatologia accusata dal paziente. Fig. 1-Cuore in situ 8

4 Fig. 2- Visione anatomica della Coartazione aortica e dei circoli collaterali 1.2- Classificazione La Coartazione aortica è una patologia che presenta molte variabili e diversi tipi di classificazione: Sede: in passato la coartazione aortica era descritta come preduttale (con esordio tipicamente infantile) e postduttale (con esordio tipicamente nel età adulta), in funzione della posizione prossimale o distale rispetto al dotto arterioso di Botallo. Oggi, però, si preferisce considerare queste distinzioni come aspetti differenti di un unica patologia, tanto da 9

5 utilizzare indistintamente per entrambe le forme il termine paraduttale o iuxtaduttale. In rari casi (meno del 2% del totale) il segmento coartato si trova a un livello più distale dell aorta toracica o addirittura nell aorta addominale. In questi casi il tratto ristretto dell aorta può essere lungo, fusiforme e con lume irregolare: l eziopatogenesi di queste forme è verosimilmente autoimmunitaria, probabilmente da ricondurre a quadri particolari dell arterite di Takayasu. Le varianti morfologiche della tonaca media e dell intima: a livello macroscopico si evidenzia una stenosi circoscritta a valle della succlavia sinistra (posterior shelf), a livello microscopico invece è presente una plicatura della tonaca media con neoproliferazione intimale. La Coartazione aortica è semplice (isolata) nel 55% dei casi o con lesioni associate (riferirsi al paragrafo 1.3 sottostante) nel 45% dei casi. Differenze nell epoca di esordio: età neonatale, infanzia, età adulta. Normalmente tanto più è precoce la manifestazione clinica, tanto più è significativa l entità della stenosi (e tanto maggiore sarà il grado di ipoplasia istmica). Riferirsi al paragrafo 1.6 sottostante. Eventuale presenza di dotto-dipendenza del circolo sistemico, che comporta la somministrazione di PGE 1 nel periodo preoperatorio, che permette di mantenere pervio il dotto arterioso fino ai termini fissati per l intervento chirurgico. Infatti, se il restringimento è severo e la riduzione del flusso a valle della CoA è significativa, diviene fondamentale la persistenza del dotto di Botallo che cortocircuita il sangue dal tronco polmonare alla aorta discendente. L imprevedibile evoluzione post-chirurgica: la recidiva con ipertensione sistemica dopo la riparazione chirurgica rappresenta il problema principale nei pazienti trattati. Questa imprevedibilità sia nei tempi di presentazione sia nell entità di progressione clinica comporta una certa difficoltà riguardo l adozione di criteri univoci per valutare la riuscita dell intervento chirurgico nel follow-up a medio e lungo termine. 3 10

6 Fig. 3 Fig. 4 11

7 1.3- Epidemiologia, eziologia e patologie associate La Coartazione aortica rappresenta il 6-8% di tutte le cardiopatie congenite, che hanno un incidenza dello 0,8% nella popolazione globale. La CoA è più frequente nei maschi, con rapporto maschi/femmine 3:1. La CoA è la causa più frequente di ipertensione arteriosa in età pediatrica e tra le cause più frequenti di scompenso cardiaco nel neonato. L età di presentazione è variabile: se insorge in epoca neonatale il quadro clinico è quello di uno scompenso cardiaco, se in infanziaadolescenza o in età adulta il quadro è quello di un ipertensione sistemica. L età media di presentazione è di 4-5 anni (uno studio del Pediatric Cardiac Care Consortium esaminò dal 1985 al 1993 un campione di 2192 pazienti con CoA: di questi il 60% erano neonati o lattanti, il 37% erano bambini o adolescenti, il 3% adulti). La Coartazione aortica, analogamente alle altre cardiopatie congenite, ha un eziologia multifattoriale e si sviluppa come conseguenza di 2 meccanismi: il primo è l ipoplasia dell istmo, il secondo è la presenza di tessuto duttale ectopico attorno all istmo. In base al prevalere del primo o del secondo fattore embriologico si distinguono 3 differenti situazioni: 1- Nei casi di ipoplasia dell istmo e dell arco aortico la Coartazione dell aorta è spesso più sfumata rispetto ai casi di persistenza di tessuto ectopico. L ipoplasia dell istmo si verifica per alterazioni emodinamiche e pressorie nel corso dell embriogenesi e dell angiogenesi fetale, che conducono a un ipo-sviluppo istmico conseguente a un ipo-afflusso emodinamico nel periodo embrio-fetale: infatti prima della nascita il flusso ematico è maggiore nelle sezioni destre del cuore rispetto alle sinistre. Il bypass fisiologico assicurato dal dotto di Botallo cortocircuita il sangue dal tronco polmonare all aorta e determina un ulteriore riduzione di flusso attraverso l istmo aortico, che si trova distalmente all inserzione del dotto di Botallo. È per questo che la CoA non si associa quasi mai alle cardiopatie con ipoafflusso polmonare come la tetralogia di Fallot o la stenosi polmonare. 12

8 Moularet definì nel 1976 l ipoplasia istmica come la condizione in cui sono soddisfatti i seguenti requisiti: il diametro dell arco prossimale è minore del 60% rispetto al diametro dell aorta ascendente, il diametro dell arco distale è minore del 50% e il diametro dell istmo è minore del 40% rispetto al diametro dell aorta ascendente La presenza patologica di tessuto duttale ectopico attorno all istmo determina una vera e propria Coartazione istmica, con la costrizione/fibrotizzazione del dotto arterioso che si innesca fisiologicamente dopo la nascita per la contrazione delle cellule duttali della parete aortica (analogamente a quanto accade alla struttura del dotto arterioso stesso che si contrae e si chiude in seguito all aumento della Pa0 2 arteriosa). Tale restringimento origina il shelf (sporgenza) che è tipicamente presente nella Coartazione dell adulto. 3- Nei casi di compresenza dei 2 meccanismi, è presente generalmente una modesta Coartazione e una Ipoplasia dell istmo-arco prossimalmente alla zona coartata. La Coartazione aortica può essere isolata o associata a anomalie congenite intracardiache elencate in ordine decrescente di frequenza: persistenza di dotto di Botallo pervio e valvola aortica bicuspide (sono le patologie più frequenti, associate a CoA dal 60 all 85% dei casi 1, 5 ), il difetto interventricolare (25% dei casi), la pervietà del forame ovale, l ipoplasia dell arco aortico, la stenosi aortica. Sono invece relativamente infrequenti le associazioni a canale atrioventricolare, anomalie della valvola mitrale, trasposizione dei grossi vasi, cuore sinistro ipoplasico, aneurismi del poligono di Willis, Sd. di Shone (caratterizzata da ostruzioni multiple dell efflusso del cuore sinistro variamente associate: CoA, stenosi valvolare mitralica, anello sopravalvolare mitralico, stenosi valvolare aortica e stenosi subaortica). 1, 5, 6 Inoltre la Coartazione aortica è un difetto cardiaco congenito associato a Sindrome di Turner: il 21,5% delle pazienti con Sindrome di Turner presenta cardiopatie congenite, di cui la più frequente in assoluto è la valvola aortica bicuspide (14,7% delle pazienti con Sindrome di Turner), 13

9 seguita per frequenza da patologie valvolari aortiche (stenosi e/o insufficienza, associate nel 5,1% dei casi) e dalla CoA (4,4% delle pazienti affette da Sindrome di Turner). 1, Anatomia L arco aortico è la porzione di aorta compresa tra l origine dell arteria brachiocefalica e il punto di inserzione del dotto arterioso di Botallo. 8 L arco aortico si suddivide ulteriormente in: 1- Arco prossimale: tratto di aorta tra arteria brachicefalica e arteria carotide sinistra 2-Arco distale: tratto di aorta tra arteria carotide sinistra e arteria succlavia sinistra 3-Istmo: tratto di aorta tra arteria succlavia sinistra e inserzione del dotto di Botallo Fisiopatologia In seguito alle variazioni emodinamiche e respiratorie che si innescano subito dopo la nascita, le caratteristiche della CoA sono sottese da 3 variabili: 9 1- il grado di ostruzione 2- la persistenza del dotto arterioso e la rapidità con cui si chiude 3- l associazione di lesioni intracardiache. Sono presenti alterazioni emodinamiche clinicamente apprezzabili quando il calibro dell aorta è ridotto di almeno un terzo. Sono fondamentalmente 2 i meccanismi fisiopatologici della CoA: nel caso di ostruzione severa con rapida chiusura del dotto di Botallo (e eventualmente cardiopatie congenite associate) l esordio è precoce (EARLY ONESET) e si manifesta come uno scompenso cardiaco 14

10 congestizio, se invece l ostruzione è lieve-moderata o persiste il dotto di Botallo, la presentazione sarà tardiva (LATE ONESET) e si manifesta prevalentemente come ipertensione sistemica precoce. 1-Presentazione precoce (Early oneset): Quando, qualche giorno dopo la nascita, il dotto di Botallo si chiude, se è presente un restringimento significativo, il neonato può andare incontro a 2 quadri distinti (indicati con A e B): A- Se l aumento del postcarico è violento e improvviso il neonato apparirà letargico, inappetente, con scarso aumento ponderale, mostrerà tachi-dispnea e cianosi limitata alla metà inferiore del corpo, con rapida evoluzione a scompenso cardiaco congestizio, fino allo shock cardiogeno. Questo è dovuto a un eccessivo e rapido aumento del postcarico conseguente alla chiusura del bypass costituito dal dotto di Botallo che permetteva, prima della chiusura, di attenuare il sovraccarico pressorio a monte dell ostruzione. La chiusura del dotto provoca quindi un aumento della pressione nel ventricolo e nell atrio sinistro, con la possibile riapertura del forame ovale: si instaura così uno shunt sinistro-destro e una dilatazione del cuore destro. Se invece il forame ovale non si riapre, si assiste a un progressivo aumento per via retrograda delle pressioni delle vene e dei capillari polmonari, e successivamente anche delle arterie polmonari con dilatazione del ventricolo destro. In questi casi più gravi la pervietà del dotto di Botallo è una condizione necessaria per garantire la sopravvivenza del paziente fino all intervento. 10 Col tempo però il dotto arterioso tenderà a chiudersi e le resistenze polmonari tenderanno a diminuire, con conseguente inevitabile ipoperfusione delle regioni inferiori del corpo fino allo scompenso cardiaco per sovraccarico di volume. Per questo nei pazienti con CoA grave è importante la terapia farmacologica con PGE1, che mantengono pervio il dotto arterioso fino all intervento chirurgico

11 Nei pazienti con Coartazione e DIV, il ventricolo sinistro è protetto dall'aumento acuto del postcarico perché sussistono i presupposti anatomici di uno scarico attraverso il difetto nel letto polmonare (shunt intracardiaco sinistro-destro), così da attenuare il gradiente pressorio tra la parte superiore e inferiore del corpo. È importante notare come nei pazienti con DIV lo scompenso sia l effetto di un sovraccarico volumetrico, a differenza delle CoA con setto interventricolare intatto dove lo scompenso deriva invece da un eccessivo post-carico. B- Se, invece, il postcarico aumenta gradualmente per effetto di un più modesto restringimento rispetto al quadro A, si sviluppano circoli collaterali anastomotici che cortocircuitano parzialmente l ostruzione istmica aortica: tali pazienti resteranno asintomatici finché non viene rilevata casualmente un ipertensione arteriosa o finché compare improvvisamente una complicazione di altro tipo correlata all ipertensione cronica, come epistassi, angina, dissezione aortica o emorragia intracranica. 12 Nel caso di una Coartazione aortica severa, sono presenti: 1- Ipertensione sistemica (prossimale alla CoA) severa 2- Ipertrofia ventricolare sinistra significativa e ipoperfusione degli arti inferiori 3- Marcato gradiente pressorio tra arti superiori e inferiori, di solito maggiore di 20 mmhg Il meccanismo di sviluppo dell ipertensione non è totalmente chiaro, probabilmente va ricondotto sia all ostruzione meccanica, sia all attivazione del sistema renina-angiotensinaaldosterone Presentazione tardiva (Late oneset): Nel caso più semplice, invece, si ha una Coartazione aortica isolata, con una lieve-moderata ostruzione al flusso e un dotto di Botallo 16

12 regolarmente chiuso. La compresenza di cardiopatie congenite associate accelera i tempi della presentazione clinica. La clinica è caratterizzata da livelli variabili di: 1-Ipertensione sistemica (prossimale alla CoA), con ipoperfusione agli arti inferiori. 2-Ipertrofia ventricolare sinistra, senza scompenso cardiaco 3-Gradiente pressorio tra arti superiori e inferiori di modesta entità 5, 9 Tale gradiente favorisce la formazione di circoli collaterali che fungono da bypass della coartazione, perché collegano il tratto a monte (arco aortico e suoi rami) e il tratto a valle (aorta discendente e suoi rami) della Coartazione aortica attraverso la formazione di una rete anastomotica che congiunge il sistema delle succlavie a quello delle iliache interne attraverso le arterie mammarie interne, le epigastriche e le intercostali, ben visibili a livello intercostale anteriormente e a livello scapolare posteriormente. Tali anastomosi determinano una progressiva diminuzione del gradiente, che può perfino scomparire completamente. Fig. 5. Pressione sanguigna e velocità di flusso in adolescente con severa CoA, visualizzate con CFD (Computational fluid dynamics) 17