Koronarne arterijske kolaterale Collaterals of the coronary arteries
Rado Starc*
Deskriptorji:
koronarne arterije kolaterale ishemifina bolezen srca
izvleček. Avtor v članku obravnava funkcionalno anatomijo, fiziologijo, patofiziologijo, koro-narografijo in klinični pomen koronarnih arterijskih kolateral pri bolnikih z ishemično boleznijo srca. Koronarne arterijske kolaterale omogočajo prekrvitev področja srčne mišice, ki ga oskrbuje pomembno zožena ali zaprta koronarna arterija. Kolateralna cirkulacija lahko zmanjša obseg in stopnjo ishemije srčne mišice. Prav tako lahko tudi zmanjša obseg srčnega infarkta ali pa celo prepreči njegov razvoj.
Descriptors:
coronary arteries collaterals Ischemic heart disease
Abstract. The main features of functional anatomy, physiology, pathophysiology and coronary angiography are presented and the clinical importance of coronary artery collaterals in patients with ischemic heart disease is discussed. Coronary artery collaterals can provide perfusion of the regions compromised by the significantly narrowed or occluded coronary arteries. The collaterals appear to reduce the extent and the degree of myocardial ischemia, as well as the size of myocardial infarction. The presence of collaterals occasionally can even prevent the development of myocardial infarction.
Uvod
Kolaterale koronarnih arterij (KA) so arterijske anastomoze, ki poleg kapilar povezujejo koronarne arterije med seboj (interarterijske koronarne anastomoze). V žargonu jim pravimo kolaterale. Po teh pomožnih ali stranskih žilah poteka kolateralni krvni obtok, ki koronarnim bolnikom pogosto rešuje življenja, preprečuje razvoj srčnih infarktov in dviguje kakovost življenja. V članku opisujem vlogo in klinični pomen kolateral.
Kolaterale v fizioloških pogojih
Za razliko od venskih anastomoz, ki so številne in velike, pogosto z notranjim premerom 1-2 mm, so arterijske anastomoze v zdravem človeškem srcu v notranjem premeru široke okrog 40 mikronov (1). V predhodnih raziskavah je bilo ugotovljeno, da so fiziološke kolaterale lahko široke tudi 100 mikronov ali več (2). V fizioloških pogojih kri zaradi odsotnosti tlačnih razlik med KA ne teče, tako da kolaterale v teh pogojih nimajo praktičnega pomena. Zato jih imenujemo tudi speče kolaterale.
Živalske vrste se po številu in razporeditvi spečih kolateral med seboj razlikujejo. Tudi med ljudmi obstajajo v fizioloških pogojih velike razlike v številu in razporeditvi kolateral. Posebej številne so kolaterale na sprednji in zadnji površini prekatov, na konici in križu srca (crux cordis), pa tudi na področju preddvorov in medprekatnega pretina. Med najbolj pomembne spadajo epikardijske kolaterale, ki potekajo po površini obeh prekatov in povezujejo vse tri velike koronarne arterije.
*Doc. dr. sc. Rado Starc, dr. med., Center za bolezni srca in ožilja, Klinični center, Zaloška 7, 61000 Ljubljana.
Kolaterale v bolezenskih pogojih
Kolaterale so v glavnem pridobljene (npr. pri ishemični bolezni srca), le izjemoma so prisotne že ob rojstvu (npr. nepravilno izstopišče KA iz pljučne arterije).
Ob bolezenskih pogojih se speče kolaterale razširijo. Nastanejo pa tudi nove kolaterale, ki se od spečih kolateral bistveno ločijo tudi po morfoloških značilnostih in ne samo po premeru. Speče kolaterale so ravne oz. rahlo zvijugane ne glede na premer, medtem ko so kolaterale, ki povezujejo visokotlačno odprto KA in zoženo (zaprto) nizkot-lačno KA, povečane, podaljšane in zelo zvijugane oz. skodrane (slika 1). Zdi se, da je zvijuganost kolateral posledica visokega tlaka in utripajočega pretoka krvi. Prepoznamo jih tudi pri obdukciji (2).
Slika 1. Zvijugana Kuglova kolaterala (pu{~ica) iz desne koronarne arterije (RCA) k zaprti levi sprednji des-cendentni koronarni arteriji. Koronarografski posnetek RCA v levi sprednji polstranski projekciji.
Patofiziologija nastanka kolateral
Kolaterale v bolezenskih pogojih nastanejo, ko v večji KA zaradi pomembne zožitve ali zapore tlak za oviro (poststenotični tlak) pomembno pade. Zaradi nizkega poststeno-tičnega tlaka v bolni KA nastane v spečih kolateralah, ki povezujejo normalno in bolno KA, tlačna razlika. Tlačna razlika poganja kri od visokotlačne normalne KA preko spečih kolateral k nizkotlačni pomembno zoženi ali zaprti KA. Žilni stres in vazodilatatorji, ki se sproščajo ob ishemiji srčne mišice, spodbujajo širjenje obstoječih in nastanek novih žil. Posledica tega je, da se področje srčne mišice, ki ga oskrbuje zožena KA oz. ki naj bi ga oskrbovala zaprta KA (slika 2), oskrbuje preko kolateral (slika 1, slika 3 in slika 4). Pretočna sposobnost kolateral ni velika. Ocenjujejo, da dobro razvite kolaterale
r
■ d
Slika 2. Zaprta (puščica) leva sprednja descendentna koronarna arterija (LAD) pri bolnici brez prebolelega srčnega infarkta. Koronarografski posnetek leve koronarne arterije v lateralni projekciji.
pri zaprti KA dajejo tak pretok, kot ga anterogradno daje 90% zožitev premera svetline KA (3). Kljub navidezni majhni pretočni sposobnosti imajo kolaterale velik klinični pomen.
Nenadna zapora koronarne arterije
Za razvoj kolateral je bolje, če se KA zožuje postopno kot če se zapre nenadno. Pri nenadni zapori KA (kot se zgodi na primer pri nenadnem srčnem infarktu) kolaterale niso razvite. Vtem primeru prične kri teči po kolateralah k ogroženi srčni mišici šele 5-10 minut po nenadni zapori KA, kolateralni pretok v naslednjih 24 urah narašča. Večji kola-teralni pretok je posledica postopnega razvoja (rekrutacije) novih kolateral. Vendar je povečevanje kolateralnega pretoka količinsko neustrezno in hkrati prepozno, saj v manj kot dveh urah odmre večina neprekrvljene srčne mišice. Če pride do nenadne zapore KA ob dobro razvitih kolateralah, je obseg srčnega infarkta manjši ali pa ga dobro razvite kolaterale celo preprečijo.
Kolateralni pretok
Pri nekaterih bolnikih z zaporo KA kljub angiografsko dokazanim »močnim« kolatera-lam ne pride do ustreznega kolateralnega krvnega obtoka (2). To pomeni, da oblikovne značilnosti kolateral še ne opredeljujejo pretočne sposobnosti kolateral.
Slika 3. Prikaz desne koronarne arterije (RCA) in vzvratna polnitev leve sprednje descendentne koronarne arterije (LAD) preko septalnih kolateral do mesta zapore pri bolnici na sliki 2. Koronarografski posnetek RCA in LAD v levi sprednji polstranski projekciji.
Slika 4. Konusne kolaterale (pu{~ica) iz desne koronarne arterije (RCA) proti zaprti levi sprednji descen-dentni koronarni arteriji (LAD). Koronarografski posnetek v desni polstranski projekciji.
Neustrezni kolateralni pretok razlagamo z individualnimi razlikami, s hitrostjo nastajanja zapore KA, z mestom zapore KA (proksimalno oz. distalno), s prisotnostjo ali odsotnostjo zapore v sosednjih KA in drugimi nepojasnjenimi dejavniki. Mednje sodi tudi vzdrževanje ustreznega arterijskega tlaka, ki zagotavlja zadostno tlačno razliko, ki preko kolateral omogoča pretok krvi iz odprte KA k ogroženi srčni mišici. Razen omenjenih obstajajo še nekateri drugi razlogi, do katerih smo se dokopali s koronarno angio-plastiko (4). Ta intervencijska kardiološka metoda, med katero z balonom prehodno zapremo KA in anterogradni koronarni pretok in med katero lahko hkrati preko žice v KA zabeležimo elektrokardiogram s površine prizadete srčne mišice, nakazuje, da je nastop ishemije odvisen tudi od (preostale) mase žive srčne mišice, ki jo prekrvlja zožena KA. Zato nekateri bolniki med koronarno angioplastiko razvijejo stenokardijo s sliko transmuralne ishemije v elektrokardiogramu kljub dobrim kolateralam, medtem ko drugi bolniki med istim posegom navkljub odsotnosti vidnih kolateral nimajo stenokardij ali omenjenih elektrokardiografskih sprememb.
Postopno zoževanje koronarne arterije
Pri postopnem zoževanju KA nastajajo kolaterale večjega premera z večjo pretočno sposobnostjo, hkrati pa lahko srčna mišica svoje delo prilagodi nižji ravni koronarnega pretoka (5-7). Zato neredko naletimo na zaprto KA brez prebolelega srčnega infarkta. To razlagamo z dobrim kolateralnim pretokom, ki je take stopnje, da se infarkt ni razvil, lahko pa se razvijejo neke oblike kronične ishemije srčne mišice, kot je npr. uspavana srčna mišica (5-7). Značilno za bolnike z zaprto KA in dobro kolateralizacijo je, da imajo stenokardije z nižjim pragom, vendar z majhno verjetnostjo za srčni infarkt (1).
Za razliko od bolnikov z zaporo KA je stanje pri bolnikih, s pomembno zoženo veliko KA z dobro kolateralizacijo, nekoliko drugačno. Področje zožene KA prejema tedaj kri iz dveh virov: skozi zoženo KA in po kolateralah. Pri teh bolnikih se obdobja ishemije srčne mišice oz. stenokardij pojavljajo ob različnem pragu, tako v mirovanju kot tudi ob naporu. Pri bolnikih se lahko razvijejo tudi srčni infarkt in druge klinične oblike ishemične bolezni srca.
Ob tem naj omenim primer bolnika, ki je imel angino pektoris z nizkim pragom, vendar infarkta ni prebolel. Bolnik je shujšal, telesno je postal aktiven, opustil je kajenje. Tudi pri večjih naporih ni več imel napadov angine pektoris. Pri koronarografiji smo bili presenečeni ob odkritju zapore velike KA z zelo dobro kolateralizacijo. Po vbrizgu nitroglicerina v KA se je zapora sprostila, ostala je le nepomembna zožitev. Zapora je bila torej posledica kombinacije lehe hemodinamsko nepomembne stopnje in žilnega spaz-ma. Po prenehanju žilnega spazma, ko se je vzpostavil dober anterogradni pretok, so kolaterale izginile. Podobno se dogaja pri koronarni angioplastiki, le da v tem primeru zoženo žilo razširimo mehanično in ne z zdravili. Izginotje kolateral pomeni uspešno razširitev zoženega mesta KA, kar vodi v zmanjšanje ali odpravo tlačne razlike med normalno in prej zoženo koronarno arterijo in s tem zaporo kolateral.
Ocenjevanje kolateral
Kolaterale lahko pri bolnikih prikažemo z invazivno metodo selektivne koronarografije (8). Tudi s to metodo ne moremo prikazati vseh kolateral, ampak prikažemo le trenutno de-
lujoče kolaterale, medtem ko se druge, t. i. razpoložljive kolaterale (rekrutabilne kolate-rale), prikažejo le ob večjem naporu ali če se subtotalno zožena KA zapre (9).
Prisotnost razpoložljivih kolateral lahko dokažemo le s koronarografijo med koronarno angioplastiko in sicer na dva načina: s koronarografskim prikazom kolateral in določanjem koronarnega zagozditvenega tlaka. Razpoložljive kolaterale prikažemo tako, da med koronarno angioplastiko vbrizgamo rentgensko kontrastno barvilo v nasprotno KA. Ker KA na mestu pomembne zožitve z balonom prehodno zapremo, pride do padca po-st-okluzijskega tlaka. Zaradi povečane razlike v tlakih med zdravo in zaprto žilo steče kolateralni krvni obtok od zdrave k zaprti žili, kar dokažemo z vbrizganjem barvila vzdra-vo žilo.
O »pretočni sposobnosti« kolateralne mreže lahko sklepamo tudi z določanjem koronarnega zagozditvenega ali post-okluzivnega tlaka. Pri koronarni angioplastiki uvedemo balonski kateter v KA. Za določanje zagozditvenega koronarnega tlaka napihnemo balon na 1-2 atm. Pri tem prekinemo anterogradni pretok in izmerimo tlak v zaprti žili distalno od zapore. Višji je postokluzijski tlak, bolj je razvit kolateralni krvni obtok. Za-gozditveni koronarni tlak 30 mm Hg in več je zelo občutljiv in zanesljiv pokazatelj prisotnosti kolateral (10). Ob dobrem kolateralnem krvnem obtoku bo tudi tveganje koronarne angioplastike manjše.
Koronarografsko vidne kolaterale s slabo pretočno sposobnostjo se kažejo kot številne nežne nitke, ki z večjim časovnim zamikom povezujejo višjetlačno KA z zoženo ali zaprto KA (slika 3). Časovni zamik je čas med angiografskim prikazom KA in pojavom kolateral, ki iz te KA izhajajo. Za kolaterale z večjo pretočno sposobnostjo je značilno, da so široke, zvijugane in da je časovni zamik kratek. Med večjimi kolateralami omenjamo npr. Kuglovo kolateralo (slika 1) in konusne kolaterale (slika 4), preko katerih se prekr-vitveno področje zaprte leve sprednje descendentne KA polni iz desne koronarne arterije.
Spodbujanje razvoja kolateral
V fizioloških pogojih so speče kolaterale brez funkcionalnega pomena. Telesna aktivnost, huda slabokrvnost in predvsem postopno oženje KA v poskusih na živalih spodbujajo razvoj kolateralnih žil (1). Vendar je zanimivo, da treniranost živali pri nenadni popolni zapori KA ne vpliva na preživetje. Sodimo, da sta za razvoj kolateral najbolj pomembna trajanje in ponavljanje ishemije srčne mišice (1). Zdravila in telesni trening nimajo velikega vpliva na razvoj kolateral (11). Telesni trening koronarnega bolnika do praga ishemije srčne mišice ima ugoden učinek predvsem na boljšo izrabo koronarne rezerve (ekonomizacija srčnega dela) (11).
Klinični pomen kolateral
Kolaterale imajo velik klinični pomen in ugodno vplivajo na vse klinične oblike ishemič-ne bolezni srca. Kolaterale lahko povsem preprečijo razvoj srčnega infarkta ali zmanjšajo njegov obseg pri zapori KA, kar ima na obolevnost in umrljivost ugoden učinek. Tu-
di za ustalitev nestabilne angine pektoris ali za zvišanje praga za stenokardije pri bolnikih s stabilno angino pektoris so odgovorne kolaterale. To potrjujejo tudi naše izkušnje s koronarnimi bolniki s hudo zožitvijo ali zamašitvijo KA, ki so najranljivejše obdobje preživeli »na lastno pobudo« doma. Pri vseh teh bolnikih smo ustalitev težav v glavnem pripisali razvoju kolateral. Za razvoj kolateral z večjo pretočno sposobnostjo pa so žal potrebni tedni, meseci ali včasih celo leta.
Zaključek
Kolaterale imajo pomembno in neredko tudi odločilno vlogo pri vseh kliničnih oblikah is-hemične srčne bolezni. Vplivajo tako na klinično sliko, potek bolezni, zaplete, način zdravljenja in s tem tudi na prognozo bolezni in bolnika. Število in razporeditev kolateral lahko prikažemo le s koronarografijo.
Literatura
1.	Braunwald E, Sobel BE. Coronary blood flow and myocardial ischemia. In: Braunwald E, ed. Heart disease. A textbook of cardiovascular medicine. Philadelphia: WB Saunders, 1992: 1161-99.
2.	James TN. Anatomy of arteries and veins. In: Hurst JW, Logue RB, Schlant RC, Wenger NK, eds. The Heart, arteries and veins. New York: McGraw-Hill, 1978: 32-47.
3.	Verani MS. The functional significance of coronary collateral vessels: anecdote confronts science. Cat-het Cardiovasc Diagn 1983; 9: 333-7.
4.	Starc R. Zožitev koronarnih arterij v luči fiziologije, patofiziologije in koronarne angioplastike. Med Raz-gl 1994; 33: Suppl 1: 179-89.
5.	Rahimtoola SH. A perspective on the three large multicenter randomized clinical trials of coronary bypass surgery for chronic stable angina. Circulation 1985; 72: Suppl 5: 123-35.
6.	Rahimtoola SH. The hibernating myocardium. Am H J1989; 17: 211-21.
7.	Starc R. Uspavana srčna mišica. Med Razgl 1991; 30: 259-62.
8.	Starc R, Cijan A. Kdo so kandidati za selektivno koronarno angiografijo? Med Razgl 1991; 30: 407-14.
9.	Meier B. Coronary angioplasty. Orlando: Grune, 1987: 74-6.
10.	Meier B, Luethy P. Coronary wedge pressure as predictor of recruitable collateral arteries. Circulation 1984; 70: II-266.
11.	Kaltenbach M. Kardiologie-Informationen. Darmstadt: Steinkopff Verlag, 1988: 38-9.
Prispelo 15.12.1994