Post on 31-Jul-2020
1
Cardiovascular system
La-or Chompuk, MD.
Department of Pathology
Faculty of Medicine, Naresuan University
Contents
Arteriosclerosis, Aneurysm, Dissection Ischemic heart disease Valvular heart diseases
Mitral valve prolapse Rheumatic fever and rheumatic heart disease Infective endocarditis
Myocarditis Cardiomyopathy Pericardial diseases Tumor: myxoma
2
Arteriosclerosis
คอภาวะท�หลอดเลอดแดงแขงและสญเสยความยดหยน
แบงเปน 3 กลม
Atherosclerosis Large & medium size vessels
Monckeberg medial calcific sclerosis Medium size vessels with tunica media calcification
Arteriolosclerosis Small arteries/arterioles
Atherosclerosis
พบม fibrofatty plaques or atheromatous plaques อยในช �น tunica intima ของ large and medium size arteries เชน aorta, coronary a., femoral a.
Histology: raised focal plaque within the intima, having a core lipid (cholesterol/cholesterol esters) and a covering fibrous cap Atherosclerosis
3
Atherosclerosis
plaque Atherosclerosis
ภาวะแทรกซอน:
Calcification
Rupture emboli
Ulceration
Hemorrhage
Thrombosis
Aneurysm
Atherosclerosis ปจจยเส�ยง:
Age: old age
Genetics
Hyperlipidemia: high cholesterol and triglyceride, low HDL
Hypertension
Cigarette smoking
Diabetes mellitus
Atherosclerosis
ปจจยเส�ยง:
Elevated plasma homocysteine
Other factors:
Competitive stressful lifestyle: type A personality
Lack of exercise
Obesity
4
Clinical features & prevention
อาการทางคลนก:
Ischemic/infarction of organs
Atherosclerotic aneurysm
การปองกน:
Primary prevention: risk factor modification
Secondary prevention: prevent recurrence of events or complications (anti-platelet drugs)
Monckeberg medial calcific sclerosis
Hardening of medium size vessels with tunica media calcification
พบบอยท�เสนเลอดแดงในมดลก
ไมคอยมความสาคญ
Monckeberg medial calcific sclerosis Arteriolosclerosis
คอภาวะท�หลอดเลอดแดงขนาดเลกๆ แขงและขนาดของเสนผาศนยกลางแคบลง
สมพนธกบเบาหวาน(diabetes mellitus) และความดนโลหตสง (hypertension)
5
Arteriolosclerosis Aneurysm
คอภาวะท�ผนงของหลอดเลอดหรอผนงหองหวใจบางตาแหนงมการขยายตวผดปกต
แบงเปน 2 ชนด
- true aneurysm ภาวะ dilate ทกช �นของผนงหลอดเลอด
- false aneurysm เกดจากการ leak ของเลอดออกจากเสนเลอดไปอยใต connective tissue ท�หมหลอดเลอดอย
Aneurysm
6
Aortic dissection
คอภาวะท�มการแทรกของเลอดเขาไปในช �น tunica media ของผนงหลอดเลอด aorta
ภาวะแทรกซอน คอ การแตกของหลอดเลอด (rupture)
Abdominal aortic aneurysm with rupture
Aortic dissection
Blood intervening in the vessels
7
Ischemic Heart Disease (IHD)
ภาวะท�มการขาดเลอดของกลามเน�อหวใจ (myocardial ischemia)
เกดจากไมสมดลระหวาง supply (perfusion) & demand of oxygenated blood
Myocardial ischemia ทาใหเกด
Oxygen
Nutrient substrates
Metabolites removal
Dysfunction of pumping
Abnormal heart rhythms
Myocardial infarction (Necrosis)
Etiology of IHD
90 % coronary artery atherosclerosis
IHD = coronary artery disease or coronary heart disease
Pathogenesis of IHD
Increased myocardial Oxygen demand
Decreased coronary blood supply
Clinical manifestation of IHD
แบงเปน 4 กลมอาการ:
1. Angina pectoris: variants
- Stable angina
- Prinzmetal angina
- Unstable angina
2. Myocardial infarction (MI)
3. Chronic ischemic heart disease
4. Sudden cardiac death
8
Angina pectoris
ภาวะท�มการเจบหนาอกบรเวณ substernal or precordialchest เปนระยะเวลา15 วนาท - 15 นาท
แบงเปน 3 กลมอาการ
Stable or typical angina
Prinzmetal angina
Unstable or crescendo angina
Angina pectoris
Stable angina:
พบบอย
เม�อ coronary a. ตบแคบถงจดหน�งจากการอดตนของ plaque ทาให coronary perfusion ลดลงจะทาใหมอาการเจบหนาอก ตอนออกกาลงกายหรอเครยด เพราะเปนภาวะท�หวใจตองการ blood supply มาก และอาการจะทเลาลงเม�อพกหรอไดรบยาขยายหลอดเลอด (nitroglycerin)
Angina pectoris
Prinzmetal angina:
พบไมบอย และ unpredictable
การเจบหนาอกขณะพก ไมสมพนธกบการออกกาลงกายหรอภาวะเครยด เกดจาก Coronary artery spasm
Coronary artery อาจจะมหรอไมมภาวะ coronary artery atherosclerosis กได
อาการทเลาเม�อไดรบยาขยายหลอดเลอด
อาการอาจจะ progress ไปเปน MI ได
Angina pectoris Unstable angina:
อาการเจบหนาอกท�เปนถ�ข �น นานข�น พกแลวไมดข �น อาการมกเกดจากการ disruption of atherosclerotic plaque ใน coronary a. ทาใหเกด thrombosis อดตนในเสนเลอด หรอ plaque หลดลอยเปน emboli ไปอดในcoronary a. อกตาแหนงหน�ง
พบบอยวามกจะเปน MI ตามมา
9
Myocardial infarction (MI)
ภาวะท�มการตายของ myocardium อาจเปนแบบ
subendocardial หรอ transmural infarction กได
พบมการเปล�ยนแปลงของ EKG และ คาของ cardiac enzymes สงข�น
EKG: ST elevate, Q wave, ST depress
Increased cardiac enz.: LDH, CK, Troponin
25 % silent: old age, diabetics
Myocardial infarction
Transmural infarction
การตายของ myocardium ท �งหมดของ ventricular wall thickness
มกเกดจาก complete obstruction ของ thrombosis หรอ emboli ใน coronary a.
นาน > 1 ช�วโมง
EKG: ST segment elevation Q wave
Myocardial infarction
Subendocardial infarction
การตายของ myocardium 1/3 to 1/2 inner ventricular wall thickness
เกดจาก incomplete obstruction ของthrombosis ใน coronary a. (>30-40 min)
EKG: ST segment elevation Non-Q wave
Myocardial infarction
ปจจยเส�ยง:
- old age
- atherosclerosis of coronary a.
* hypertension
* DM
* cigarette smoking
* hypercholesterolemia
10
Myocardial infarction
ความรนแรงของ MI ข�นอยกบ
- Location
- Size of thrombosis/emboli
- Duration of occlusion
- Oxygen needs of myocardium
- Others: blood pressure, heart rate,
cardiac rhythm
1 day 3-4 days
7-10 days 2-3 weeks
Myocardial infarction
11
Myocardial infarction
Released cardiac enzymes after myocardial cells dead:
Myoglobin
Troponin (TnI and TnT)
Creatine kinase (total CK and CK-MB)
LDH (LDH1, LDH2)
Consequences and complications
50% AMI dead
Contractile dysfunction
- อาจทาใหเกด cardiogenic shock
Arrhythmias
- เชน bradycardia, tachycardia, VT,
VF และทาให dead
Consequences and complications
Myocardial rupture
Pericarditis
Right ventricular infarction
Consequences and complications
Mural thrombus
Ventricular aneurysm
Papillary muscle dysfunction
Progressive late heart failure
12
Myocardial rupture
Rupture ventricular septum
Rupture papillary muscle
Fibrinous Pericarditis
Ventricular aneurysm
Mural thrombus
Prognosis
ข�นอยกบ extention and location of infarction, quality of left ventricular function, previous cardiovascular health
Total mortality for 1st year = 30 %
Treatment
Monitoring and treat complication
Decrease myocardial oxygen demand HR control, pain relief, activity restriction
Increase oxygen supply Oxygen administration
Antiplatelet therapy (aspirin), thrombolytic drug
Angioplasty, atherectomy, CABG
13
Chronic ischemic heart disease
คอภาวะท�ม ischemic myocardial damage แลวทาใหม
congestive heart failure ตามมา
เรยกวา ischemic cardiomyopathy
การวนจฉยตองแยกสาเหตท�ทาใหเกดcardiomyopathy ไปกอน
Sudden cardiac death
คอภาวะ unexpected death จาก cardiac causes ในระยะเวลา 1 hour
Causes:
- ischemic heart disease (common)
- congenital anomalies of coronary artery
- aortic valve stenosis
- mitral valve prolapse
- myocarditis
- dilated and hypertrophic cardiomyopathy
Mechanism: arrhythmia (Asystole, VF)
Valvular heart diseases
Valvular stenosis = ล�นหวใจตบ
คอ ภาวะท�ล�นหวใจเปดไดไมเตมท�
Valvular regurgitation/insufficiency = ล�นหวใจร�ว คอภาวะท� ล�นหวใจปดไดไมสนท
14
Major causes of acquired
valvular heart diseases
Mitral valve stenosis:
Post-inflammatory scarring (rheumatic heart disease)
Mitral valve regurgitation:
Abnormalities of leaflets and commissures Post-inflammatory scarring
Infective endocarditis
Mitral valve prolapse
Abnormalities of tensor apparatus Rupture of papillary muscle/cordae tendinae
Major causes of acquired valvular heart diseases
Aortic stenosis:
Post-inflammatory scarring (rheumatic heart disease)
Senile calcific aortic stenosis
Calcification of a congenitally deformed valve
Aortic regurgitation
Post-inflammatory scarring
Infective endocarditis
Aortic diseases: Syphilitic aortitis, Marfan syndrome, Rheumatoid arthritis
Mitral valve prolapse
คอภาวะท�มความผดปกตของ mitral leaflets ท�มลกษณะออนตว (floppy) ทาให valve ย�นเขาไปใน atrium (prolapse) ขณะท�หวใจบบตว
Most asymptomatic
May be dyspnea, angina, fatigue
15
Mitral valve prolapse
Unknown cause แตอาจเปน genetic cause
พบบอยใน Marfan syndrome
Mitral valve prolapse
Rheumatic fever and Rheumatic heart disease
Rheumatic fever:
acute, immunologically mediated multi-system inflammatory disease
occurs a few weeks after an episode of group A (beta-hemolytic) streptococcal pharyngitis
Rheumatic fever
most common cause of acquired heart disease worldwide
affect pediatric population
affect heart, joints, skin and CNS
acute rheumatic carditis may progress to chronic valvular deformities
occurs in only 3% of patients with group A streptococcal pharyngitis
16
Rheumatic fever
Diagnosis: ใช Jones criteria
2 major criteria or
1 major and 2 minor criteria
plus
evident of antecedent group A streptococcal infection
positive throat culture
positive group A strep. antigen test
elevated serum anti-strep. antibody titer
Jones criteria
Major criteria:
Carditis
Polyarthritis (Migratory)
Chorea (Sydenham)
Erythema marginatum of skin
Subcutaneous nodules
Jones criteria
Minor criteria:
Clinical findings:
Arthralgia
Fever
Laboratory findings:
Elevated acute phase reactant (ESR,CRP)
Prolonged PR interval on EKG
Rheumatic heart disease
Acute rheumatic fever:
Endocarditis, myocarditis, pericarditis
Endocarditis: พบ vetgetation at valve (MV,AV)
ลกษณะทางกลองจลทรรศนพบ Aschoff bodies, Anitschkow cells (Pathognomonic) ใน myocardium
Chronic rheumatic heart disease:
deformed fibrotic valves (MV>AV>TV>PV)
Frequent cause of Mitral stenosis (99% of cases)
17
Acute rheumatic fever
Aschoff bodies in myocardiumVetgetation at valve
Chronic rheumatic heart disease
Fibrosis of valveFish mouth feature
Pathogenesis
hypersensitivity reaction induced by group A streptococcal
Streptococcal antigens (M protein) that cross-react with human tissue through molecular mimicry
Antibody destructs human tissue
Pathogenesis of RHD
18
Clinical Features
มกเกดภายใน 3 สปดาหหลงจากมอาการของ group A streptococcal pharyngitis
สวนมากพบในเดกชวงอาย 5-15 ป
Serologic study: antistreptolysin-O (ASO) or antideoxy RNase B /anti-DNase B titer
Clinical Features
Acute rheumatic carditis (50-60%)
Endocarditis: valvular regurgitation
Myocarditis: tachycardia, cardiomegaly, arrhythmia, CHF
Pericarditis: pericardial effusion
Clinical features
Chronic rheumatic carditis:
อาการจะเกดข�นหลงจากมอาการคร� งแรกในเวลาหลายป
Valvular heart disease: Valvular deformities Stenosis, Insufficiency
Infective endocarditis
เปนการอกเสบตดเช�อท� heart valve ทาใหมการทาลาย valve
สาเหตสวนใหญเกดจากเช�อ bacteria (bacterial endocarditis) สวนนอยเกดจากเช�ออ�นๆ เชน fungi, rickettsiae (Q fever) and clamydiae
19
Infective endocarditis (IE)
Acute IE:
- การอกเสบตดเช�อแบบเฉยบพลน ทาใหมการทาลาย normal heart valve มกเกดจาก high virulent organisms
- >50% ของผปวยจะตายภายใน 2-4 weeks
Infective endocarditis (IE)
Subacute IE:
- การอกเสบตดเช�อทาใหมการทาลาย abnormal heart valve มกเกดจาก low virulent organisms
- Abnormal heart valve เชน RHD, mitral valve prolapse, bicuspid aortic valve, prosthetic valves
- อาการจะเปนแบบคอยเปนคอยไป (insidious course)
Infective endocarditis (IE)
ปจจยเส�ยง:
neutropenia
immunodeficiency
therapeutic immunosuppression
diabetic mellitus
alcohol
intravenous drug abuse (IVDU)
Infective endocarditis (IE)
เช�อจลชพท�เปนสาเหต:
alpha-hemolytic streptococci eg. S.viridans (50-60%)
S. aureus (10-20%) พบบอยใน intravenous drug uses
HACEK group: Haemophilus, Actinobacillus, Cardiobacterium, Eikenella and Kingella
S. epidermidis พบบอยในผท�ใสล�นหวใจเทยม(prosthetic valve)
20
Infective endocarditis (IE)
ชองทางการตดเช�อ:
dental or surgical procedure
skin eg. IVDU
occult sources from gut, oral cavity
Infective endocarditis (IE)
Gross: vegetation ท� heart valve และ อาจกระจายไปท� endocardium บรเวณใกลเคยงจนเกด abscess
Microscopic: neutrophils จานวนมากรวมกบ fibrin
Infective endocarditis
Clinical features of IE
Acute IE
- fever, chills, weakness, murmur, heart failure
Subacute IE
- Fever (Prolonged)
- non-specific symptoms: fatigue, weight loss flu-like syndrome
- Murmurs (90% in left-side disease)
- Others: petechiae, subungual hemorrhage, Roth spots in the eyes (microemboli)
21
Roth spots (white-centered hemorrhage at retina)
Subungual splinter hemorrhage
Complications of IE
Cardiac complications:
valvular insufficiency or stenosis
heart failure
myocardial ring abscess with perforation
suppurative pericarditis
Embolic complications:
Vetgetation at MV, AV: brain abscess, splenic abscess, kidneys abscess
Vetgetation at TV, PV: lung infection and abscess
Myocarditis
ภาวะท�มการอกเสบของ myocardium ทาใหม injury of cardiac myocytes
สาเหต:
infections
Immune-mediated reaction
others: sarcoidosis, giant cell myocarditis
Causes of myocarditis
การตดเช�อ:
Viruses: Coxackievirus A and B (common), ECHO, influenza, HIV, cytomegalovirus (CMV)
Clamydiae: C. psittaci
Rickettsiae: R. typhi typhus fever
Bacteria: Diphtheria, N. Meningitidis
Fungi: Candida
Protozoa: Trypanosoma chagas disease, toxoplamosis
Helminths: trichinosis
22
Causes of myocarditis
Immune-mediated reactions: Postviral infection
Poststreptococcal infection (rheumatic)
Systemic lupus erythrematosus (SLE)
Drugs: Methyldopa, sulfonamides
Organs transplant rejection
Unknown causes: sarcoidosis
Giant cell myocarditis
myocarditis
Clinical features of myocarditis
Asymptomatic complete recovery
Arrhythmias
Cardiomegaly functional valvular regurgitation
Heart failure death
Cardiomyopathy
Primary cardiomyopathy
คอโรคหวใจท�มสาเหตมาจากความผดปกตของกลามเน�อหวใจเอง
Secondary cardiomyopathy
คอโรคหวใจท�มสาเหตมาจากโรคระบบอ�น
23
Primary cardiomyopathy
แบงเปน 3 ชนด
Dilated cardiomyopathy (90%)
Hypertrophic cardiomyopathy
Restrictive cardiomyopathy
Dilated cardiomyopathy
คอภาวะท�มการขยาย (dilate) ของท �ง 4 หองหวใจ (chambers) ทาใหเกด systolic dysfunction
สาเหต: alcohol, genetics, postviral myocarditis
อาการ: slow progesssive heart failure
การรกษา: heart transplantation
Dilated cardiomyopathy
Dilated chambers
Cardiac myocytes hypertrophy and mild interstitial fibrosis
Hypertrophic cardiomyopathy
คอภาวะท�เซลลกลามเน�อหวใจมขนาดใหญข�น (cardiac myocytes hypertrophy) ทาใหผนงของหวใจหนามากและมความผดปกตของ diastolic filling เพราะ ventricular chamber ตบแคบ
สาเหต: genetics
อาการ: asymptomatic, ventricular outflow obstruction, heart failure
24
Hypertrophic cardiomyopathy
Ventricular wall thickening
cardiac myocytes hypertrophy and disarray
Restrictive cardiomyopathy
คอภาวะท� ventricles ไมสามารถขยายได เตมท�ขณะหวใจคลายตว (diastole) ซ�งเกดจากมพงผด(fibrosis) ใน ventricular wall
สาเหต: idiopathic, amyloidosis, genetics, radiation fibrosis
อาการ: restricted diastolic filling low stroke volume heart failure
Pericardial effusion
คอภาวะท�มของเหลวสะสมใน pericardial cavity ปรมาณมาก (ปกตม fluid ใสอยประมาณ30-50 ml.)
ของเหลวอาจเปนเลอด (hemopericardium), หนอง, หรอ ของเหลวใสกได
25
Pericardial effusion
ถาของเหลวปรมาณมากๆ อาจทาใหเกด cardiac tamponade ได
cardiac tamponade คอภาวะ external compression of heart chambers resulting in diastolic filling impair
stroke volume, heart rate , heart failure
Treatment: pericardiocentesis
Pericarditis
คอภาวะท�ม การอกเสบ (inflammation) ของpericardium
สาเหต:
- infection: virus, bacteria, TB, fungus
- immuno-mediated: SLE, rheumatic fever
- other: trauma, neoplasm, radiation
Acute pericarditis from bacterial pneumonia
Myxoma
Primary cardiac tumor (common)
90% พบท� atrium ( left>right)
Benign tumor
Gross: gelatinous mass in cardiac chambers
อาการ: emboli, ball-valve obstruction, syncope
26
Gelatinous mass in left atrium
myxoma
References
1. Ramzi S. Cotran: Robbins’ Pathologic Basis of disease, 8th ed. Philadelphia, WB Sauders, 2009
2. Copstead Banasik: Pathophysiology biological and behavioral perspective, 2nd ed
3. Baunwald: Heart disease: A textbook of Cardiovascular Medicine, 6th ed. Philadelphia, WB Sauders, 2001
4. Eugene Braunwald: Cardiovascular diseases: Harrison’s Manual of Medicine, 15th ed. McGraw-Hill, 2002