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Une lésion fonctionnelle ou structurale des artérioles intramurales influence le seuil ischémique du myocarde. Le diagnostic de dysfonction microvasculaire est retenu en présence d’une diminution du flux coronaire maximal et de coronaires angiographiquement normales ou presque normales. Un trouble de la microcirculation peut traduire une dysfonction endothéliale chez le sujet diabétique ou hyperlipidémique, ou une lésion structurale ou fonctionnelle dans le cadre de la cardiomyopathie hypertrophique, la sténose aortique ou l’hypertension artérielle. Après recanalisation de l’artère responsable d’un infarctus, la mesure de la fonction microcirculatoire permet d’estimer la qualité de la reperfusion myocardique. L’appréciation de la fonction microvasculaire est un enjeu majeur dans l’évaluation de l’ischémie du myocarde en l’absence de sténose coronaire.
Au-delà de la présence éventuelle d’une sténose coronaire épicardique, la dysfonction microcirculatoire influence le seuil ischémique du myocarde.1 Cet article résume brièvement les éléments essentiels de l’évaluation fonctionnelle de la microcirculation coronaire et les aspects physiopathologiques de la dysfonction microvasculaire dans le cadre de différentes pathologies cardiovasculaires. Un rappel succinct de la physiologie coronaire est nécessaire afin d’introduire ces sujets.
Le système artériel coronaire peut être subdivisé en trois compartiments : les artères épicardiques de gros calibre (0,5-5 mm), les artères extramurales (préartérioles) de calibre intermédiaire (0,1-0,5 mm) et les artérioles intramurales (< 0,1 mm). En l’absence d’une sténose épicardique significative (> 70%), la résistance vasculaire est déterminée par les vaisseaux de petit calibre, en grande partie par les artérioles intramurales. En effet, la circulation coronaire s’adapte à la demande métabolique du myocarde par des variations de la résistance vasculaire au niveau des artérioles intramurales, alors que la pression de perfusion demeure relativement stable (dans certaines limites) grâce à un mécanisme d’autorégulation. Une demande métabolique augmentée entraîne la production et la libération myocardiques de métabolites vasodilatateurs agissant sur les artérioles intramurales.
L’évaluation fonctionnelle de la microcirculation coronaire est basée sur la mesure du débit coronaire. Celui-ci est évalué indirectement par l’utilisation d’un guide de pression endocoronaire basé sur le principe Doppler (figure 1),2 par thermodilution intracoronaire, par des techniques de médecine nucléaire (par exemple SPECT), par imagerie de résonance magnétique et par échocardiographie Doppler transthoracique à haute fréquence3 après injection intraveineuse de produit de contraste. La tomographie par émission de positrons (PET) mesure directement le flux coronaire par unité de masse cardiaque.4 Le retentissement fonctionnel d’une sténose coronaire est évalué par la mesure de la fraction de flux de réserve (FFR) coronaire par l’utilisation d’un guide de pression endocoronaire (figure 2).2
La réserve de flux coronaire (CFR) traduit l’augmentation maximale du flux coronaire par rapport à son niveau basal. Ce paramètre global d’analyse du flux coronaire est altéré en présence d’une sténose épicardique ou d’une lésion microvasculaire structurale et/ou fonctionnelle. En l’absence de lésion épicardique significative, la réserve coronaire reflète la capacité de la microcirculation à répondre à des stimuli vasodilatateurs puissants.4,5 L’hyperémie est obtenue par l’administration intraveineuse d’adénosine. En alternative, l’effort physique dynamique peut être utilisé comme stimulus hyperémique d’intérêt physiologique pour l’évaluation de la fonction endothéliale.6 Les valeurs normales pour la réserve coronaire varient en fonction de l’âge, du sexe et du stimulus hyperémique utilisé, mais des valeurs 2,0 sont considérées comme diminuées.4,5
On peut distinguer plusieurs situations cliniques dans lesquelles une dysfonction microcirculatoire peut être rencontrée. Une première situation est la maladie coronaire avec des sténoses épicardiques. Un cas particulier de cette situation générale est la recanalisation d’une artère responsable d’un infarctus aigu du myocarde. Chez le patient non coronarien, une dysfonction de la microcirculation coronaire accompagne souvent l’hypertrophie ventriculaire gauche. Chez d’autres patients ayant des coronaires angiographiquement normales ou presque normales, des douleurs thoraciques accompagnées de signes d’ischémie myocardique à l’ECG – un syndrome clinique souvent désigné comme «syndrome X cardiaque»7,8 – peuvent traduire une dysfonction microvasculaire. Les aspects physiopathologiques (tableau 1) et les implications cliniques de la dysfonction coronaire microvasculaire dans ces situations différentes sont discutés dans les sections suivantes.
Une réserve coronaire diminuée au niveau d’une artère coronaire sans sténose a été décrite par Uren et coll.9 chez le patient ayant une maladie coronaire monotronculaire et une fonction ventriculaire conservée. Ceci n’est pas surprenant au vu d’une distribution souvent diffuse des lésions coronaires épicardiques et de la fréquence d’une atteinte mixte épicardique et microvasculaire. Dans le cadre de l’angine de poitrine stable, une dysfonction microcirculatoire peut contribuer à l’ischémie dans la zone de perfusion d’une coronaire sténosée.10 Une dilatation inappropriée des préartérioles sous-épicardiques, suite à une consommation d’oxygène augmentée, ainsi qu’une constriction artériolaire ont été impliquées dans la physiopathologie de ce phénomène.11 La fonction microvasculaire du réseau collatéral influence également le seuil ischémique dans la zone de perfusion d’une coronaire sténosée. Les patients avec une angine de poitrine stable peuvent présenter une redistribution de la perfusion transmurale de la couche sous-épicardique (superficielle) vers la couche sous-endocardique (profonde).12
Marzilli et coll.13 ont montré que le patient avec une angine de poitrine instable présente des épisodes angineux au repos associés à une augmentation abrupte de la résistance coronaire microvasculaire. Des anti-agrégants plaquettaires étaient efficaces pour la prévention de ces épisodes.
Dans l’infarctus aigu du myocarde traité par angioplastie primaire, Gregorini et coll.14 ont montré une diminution du flux coronaire dans une zone myocardique éloignée, perfusée par une coronaire non sténosée. Cette anomalie était corrigée par un inhibiteur des récepteurs alpha-adrénergiques, ce qui suggère une vasoconstriction secondaire à l’activation du système sympathique.
Le rétablissement de la lumière de l’artère responsable de l’infarctus, par angioplastie primaire ou thrombolyse, n’est pas toujours synonyme de reperfusion complète. Encore faut-il que la fonction de la microcirculation soit restaurée correctement. La réouverture d’une coronaire s’associe dans environ 30% des cas à une embolisation distale et une inflammation dans la zone à risque.15,16 Les lésions microcirculatoires se manifestent par un phénomène de no-reflow observé au décours immédiat de l’angioplastie primaire, avec une artère parfaitement recanalisée. Le no-reflow est associé à l’absence de viabilité myocardique17 et à une moins bonne récupération de la fonction ventriculaire gauche à distance.15,18 La mesure de la réserve coronaire après recanalisation de l’artère responsable de l’infarctus permet d’apprécier la qualité de la reperfusion myocardique.
Les anomalies structurales ou fonctionnelles des préartérioles et des artérioles intramurales sont fréquentes dans plusieurs pathologies associées à une hypertrophie ventriculaire gauche : cardiomyopathie primaire, hypertension artérielle, sténose aortique, maladies métaboliques avec infiltration du myocarde.
Les anomalies structurales et fonctionnelles de la microcirculation contribuent à l’apparition d’une ischémie myocardique et aux complications sévères de la cardiomyopathie hypertrophique : infarctus du myocarde, troubles du rythme ventriculaires, mort subite et dysfonction systolique à distance.19 Cecchi et coll.20 ont observé une diminution de la réserve coronaire non seulement au niveau du septum hypertrophié, mais également dans la paroi libre du ventricule gauche, qui pourtant présentait une hypertrophie plus modérée. Opherk et coll.21 ont décrit une diminution importante de la réserve coronaire dans la cardiomyopathie dilatée primaire.
L’hypertension artérielle essentielle peut s’accompagner d’une réserve coronaire altérée en l’absence de sténose coronaire épicardique. La dysfonction microcirculatoire n’est pas toujours en corrélation avec la sévérité de l’hypertrophie ventriculaire gauche et peut présenter une hétérogénéité régionale.22,23 Les mécanismes physiopathologiques sous-jacents incluent un remodelage des artérioles intramurales, une fibrose interstitielle et une augmentation de la tension pariétale du ventricule gauche entraînant une augmentation de la compression extravasculaire.
La réserve coronaire est particulièrement diminuée dans la couche sous-endocardique en présence d’une sténose aortique (sans sténose coronaire surajoutée).24 Plusieurs mécanismes contribuent à ce phénomène : tension pariétale augmentée, pression de perfusion coronaire diminuée, temps de perfusion diastolique raccourci, fibrose de la paroi vasculaire et raréfaction des artérioles intramurales.25 Rajappan et coll.26 ont montré une corrélation plus importante de la diminution de la réserve coronaire avec la réduction de la surface d’ouverture valvulaire, qu’avec le degré d’hypertrophie ventriculaire. Le remplacement valvulaire aortique s’accompagne d’une amélioration de la réserve coronaire.26
La maladie de Fabry résulte du déficit génétique en galactosidase A lysosomale et entraîne l’accumulation de glycosphingolipides dans le myocarde et dans d’autres tissus. Au niveau cardiaque, les glycosphingolipides sont déposés dans les fibres musculaires, le tissu de conduction, les valves et l’endothélium vasculaire. Ces anomalies structurales, ainsi qu’une dysfonction endothéliale, peuvent se traduire par une réserve coronaire diminuée en l’absence de sténose coronaire épicardique.27
L’angiographie visualise la lumière vasculaire («luminologie») plutôt que la lésion athérosclérotique pariétale, qui est mieux évaluée par ultrasonographie endocoronaire (IVUS ; figure 1).28 Un angiogramme coronaire normal ou presque normal peut donc «cacher» une plaque athérosclérotique. En effet, De Bruyne et coll.29 ont montré une résistance vasculaire augmentée au niveau épicardique chez des patients avec une athérosclérose diffuse mais des coronaires angiographiquement «normales» (figure 3). Une réserve coronaire diminuée en l’absence de sténose épicardique suggère une anomalie microcirculatoire fonctionnelle ou structurale. Une dysfonction microvasculaire peut être le résultat d’une dysfonction endothéliale chez un patient ayant un ou plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire : hyperlipidémie, diabète, tabagisme.30,31 Dans d’autres cas, la dysfonction microvasculaire est indépendante de la fonction endothéliale, traduisant par exemple une diminution de la capacité de relaxation des cellules musculaires lisses de la paroi vasculaire.
Le «syndrome X cardiaque» est caractérisé par des douleurs thoraciques angineuses et par des signes d’ischémie (sous-décalage du segment ST) à l’ECG, en présence de coronaires angiographiquement normales.7,8 Ce syndrome est plus fréquent chez les femmes que chez les hommes. Une partie importante de ces patients présente une dysfonction endothéliale, associée dans une partie des cas à une dysrégulation vasomotrice indépendante de l’endothélium.32 Une réserve coronaire diminuée et une ischémie de stress ne sont mises en évidence que chez une partie des patients avec un «syndrome X cardiaque».33,34 Certains patients pourraient souffrir d’une dysfonction préartériolaire qui favoriserait une ischémie focale dans de petites zones disséminées à travers le myocarde.35
Le pronostic du «syndrome X cardiaque» est généralement considéré comme favorable. Cependant, les patients ayant un syndrome coronarien aigu en l’absence d’une sténose angiographiquement significative ont une mortalité de 1,0% à un an, comparée à 3,9% pour ceux qui présentent une sténose significative. Les patients ayant une angine de poitrine chronique et stable en l’absence de sténose significative ont une mortalité de 0,6% à un an, comparée à 2,0% en présence de sténose coronaire.
La dysfonction microvasculaire, non détectable par coronarographie, contribue à l’ischémie du myocarde secondaire à une sténose épicardique. Elle peut également être la cause d’une hypoperfusion myocardique en l’absence de sténose coronaire. La dysfonction endothéliale, conséquence directe des facteurs de risque cardiovasculaire, joue un rôle central dans la dysfonction microcirculatoire. Comme la dysfonction endothéliale est partiellement réversible, ces facteurs de risque doivent être traités agressivement. La mesure de la réserve coronaire est particulièrement importante pour l’évaluation des patients ayant des signes d’ischémie myocardique et des lésions coronaires non significatives à la coronographie.