Heart Failure Review– Harrison’s internal Medicine 19^th

1.     정의

ACCF/AHA 가이드라인의 심부전에 대한 정의는, 심실 충만 또는 혈액 박출의 구조적 또는 기능적 장애로 인하여 나타나는 복잡한 임상적 증상으로서, 피로, 숨참 등의 증상과 부종, rale 등의 징후가 나타나는 질환이다.

2.     Epidemiology

심부전은 나이가 들면서 더 많이 발생하고, 65세 이상에서 6-10%정도에서 발생한다. 심부전의 발생 빈도 자체는 남자보다 여자에서 낮지만, 여성은 상대적으로 수명이 길기 때문에 전체 심부전에서 여성이 반수 이상을 차지한다. 심부전을 진단받은 환자 중 약 반수는 정상 또는 비교적 보존된 ejection fraction(50% 이상)을 보이기 때문에, 심부전은 현재 heart failure with a reduced EF(HFrEF, 과거에 systolic failure로 불렸음)와, heart failure with a preserved EF(HFpER, 과거에 diastolic failure로 불림)로 크게 분류되고 있다.

3.     Etiology

산업화된 국가의 경우 coronary artery disease(CAD)가 심부전을 일으키는 주된 원인(60-75%)으로 자리잡았다. 고혈압은 약 75%의 환자에서 심부전 발병에 기여하며, 당뇨병 역시 심부전 발생의 주요 위험 인자 중 하나이다. 바이러스 감염이나 독소 노출(항암화학요법이나 알코올) 등으로 인한 dilated cardiomyopathy도 심부전의 주요 원인 중 하나이다. High-output state의 경우는 단독으로 심부전의 원인이 되는 경우는 드물지만, 기저 구조적 심질환이 있는 경우에 심부전으로 빠질 위험이 다른 사람에 비해 증가하는 편이다.

제 3국가의 경우에는 rheumatic heart disease, hypertension, chagas’ disease 등이 심부전의 주요 원인을 차지한다.

-       Depressed Ejection fraction HF (<40%): coronary artery disease(MI), chronic volume overload, chronic lung disease, chronic pressure overload(hypertension, obstructive valvular disease), Nonischemic dilated cardiomyopathy, toxic/drug-induced damage, disorders of rate and rhythm

-       Preserved Ejection fraction (>40-50%): pathologic hypertrophy, restrictive cardiomyopathy, fibrosis, endomyocardiar disorders, aging

-       High output states: metabolic disorders(thyrotoxicosis), nutritional disorders(beriberi), excessive blood flow requirements, chronic anemia

4.     예후

증상이 있는 심부전의 경우 예후가 나쁜 편이다. 30-40%의 환자는 진단 후 1년 내에 사망하고, 60-70%의 환자는 진단 후 5년 이내에 사망한다. 사망의 원인은 심부전의 악화나 급사(ventricular arrhythmia 등)이다. NYHA II 환자의 경우 연간 사망률이 5-10%에 달하는데 반해, NYHA IV의 경우에는 연간 사망률이 30-70%에 달한다. 따라서 환자의 기능적 상태가 예후를 잘 반영한다고 볼 수 있다.

5.     Pathogenesis

심부전은 심근을 손상시키거나 심근의 수축력을 떨어뜨리는 “index event” 이후에 나타나는 진행성 장해(progressive disorder)로 볼 수 있다. 여기서 “index event”는 급격하게 발생하는 MI나 volume overload와 같이 점진적으로 발생하거나, genetic cardiomyopathies처럼 유전적으로 발생하는 질병이 될 수 있다. 이러한 “index event”는 심장의 펌프 능력의 감소를 가져오고, 심장의 기능 장애가 생긴 뒤 일정 시간이 지나고서야 환자에게 증상이 생긴다.

-       Depressed ejection fraction Heart failure: 심장의 펌프 기능의 감소가 생긴 뒤에 adrenergic nervous system, RAAS system, cytokine system 등의 보상적 매카니즘이 작용하게 된다. 또한 vasodilatory molecule(ANP, BNP, prostaglandins, NO) 등의 작용으로 말초 혈관의 이완이 일어난다. 단기적으로는 환자가 증상이 없이 정상 기능을 유지할 수 있게 되지만, 시간이 지나면서 이러한 보상 매커니즘은 오히려 심실 내의 secondary end-organ damage를 초래하고 LV remodeling으로 이어지며 cardiac decompensation이 일어나게 된다.

-       Preserved ejection fraction Heart failure: 처음에는 diastolic dysfunction이 단독 원인으로 주목받았지만, increased vascular stiffness나 신기능 손상 등의 심장 외의 메커니즘 등이 원인이 될 것으로 생각되고 있다.

6.     Basic Mechanisms of Heart failure

(1)   Heart failure with a reduced ejection fraction

위의 LV remodelling에 관여하는 biologic stimuli에는 stretch of the myocyte, circulating neurohormone(NE, angiotensin II), inflammatory cytokines 등이 있다. 이런 물질들이 과발현되고 오랜 시간이 지속되면 심부전이 진행하게 된다. 따라서 이러한 근거로 심부전 진행을 막기 위하여 RAAS를 막는 약제, 베타 차단제를 쓰는 등의 치료적 중재를 하게 된다.

LV remodelling은 좌심실의 크기, 용적, 모양, 구성이 심장 손상이나 비정상적 혈역학적 부하 이후 바뀌는 것일 이야기한다. LV의 end-diastolic volume이 증가되고, 좌심실이 확장되면서 벽이 얇아지게 된다. 좌심실의 벽이 확장되고 얇아지는 반면 좌심실의 후부하는 높아지게 되는데 이는 “afterload mismatch”이고, stroke volume이 더 낮아지는 결과를 가져온다. 또한 확장기말의 높은 wall stress는 (1)hypoperfusion of subendocardium à worsening LV function (2) 산화 스트레스의 증가 (3) stretch-activated gene의 지속적 발현(angiotensin II, endothelin, TNF) 또는 hypertrophic signaling pathway의 활성화를 초래한다. LV dilation은 papillary muscle의 tethering을 초래하고 이로 인해 기능적 MR이 생길 수 있다. 결론적으로 LV remodeling 자체는 심부전이 이행하기에 적합한 기계적 부하를 초래한다. 따라서 악순환을 막을 수 있는 약물 치료로 임상 결과의 호전을 가져올 수 있다.

7.     임상 증상

(1)   피로, 숨참

피로는 cardiac output의 감소로 나타날 수 있지만 빈혈 등 다양한 심장 외 문제로 나타날 수 있다.

심부전의 초기에는 활동을 할 때만 숨이 차지만, 질병이 진행하면서 강도 낮은 활동에도 숨이 차게 되고 종국에는 가만히 있어도 숨이 차게 된다. 숨이 차게 되는 기전으로 가장 중요한 것은 interstitial/intra-alveolar fluid의 축적으로 pulmonary congestion이 나타나기 대문이다.

(2)   Orthopnea, nocturnal cough

심부전의 후기에서 나타나는 증상이다. 전부하가 높아져서 pulmonary capillary pressure가 높아져서 발생한다. 앉아 있으면 호전된다.

(3)   Paroxysmal nocturnal dyspnea, cardiac asthma

밤에 깨서 기침을 하고 쌕쌕거리는 증상이고, 앉아 있음으로써 호전되지 않는다.

(4)   Cheyne-strokes respiration

낮은 심박출량과 연관되어 있다. 호흡 중추가 동맥의 Pco2에 더욱 민감해져서 발생한다. Hypehyperventilation & hypocapnea –apnea의 반복이 특징적이다.

(5)   기타 증상

소화기 증상(anorexia, nausea, early satiety, abdominal pain) – 장의 부종과 간의 울혈로 발생

Confusion, disorientation, sleep, mood disturbances, nocturia, insomnia

8.     신체 진찰 소견

-       General appearance and vital signs

증상이 경한 심부전에서는 눕는 경우를 제외하고는 환자가 특별히 힘들어 보이지 않는다. 진행된 심부전에서는 앉아 있어도 숨이 차고, 숨이 찬 나머지 한 문장을 다 말할 수 없을 수 있다. 조기 심부전에서는 수축기 혈압이 정상이거나 약간 높지만, 말기 심부전에서는 LV dysfunction으로 혈압이 낮아진다. Adrenergic activity의 증가로 sinus tachycardia, peripheral vasoconstriction, cool extremities, 입술과 손톱의 청색증이 나타날 수 있다.

-       Jugular veins

JVP로 우심방의 압력을 알 수 있다. 휴식시에는 JVP가 정상일 수 있으나 복부에 15초간 압력을 가할 시 올라갈 수 있다. Giant V wave는 TR의 존재를 의미한다.

-       Pulmonary examination

Pulmonary crackles, rales & expiratory wheezing(pulmonary edema), pleural effusions

만성 심부전에서는 rale이 들리지 않는데 이는 alveolar fluid의 림프 배액이 촉진되어서 그렇다.

-       Cardiac examination

Cardiomegaly, displaced point of maximal impulse, S3(volume overload with tachycardia and tachypnea), S4(diastolic dysfunction), heart murmur

-       Abdomen and extremities

Hepatomegaly, enlarged liver, ascites, jaundice, elevated direct/indirect Bb, peripheral edema

-       Cardiac cachexia

Marked weight loss and cachexia: 휴식시 대사율의 증가, 울혈성 간비대와 복부 팽만감으로 인한 anorexia, nausea, vomiting, 염증의 증가

9.     Diagnosis

전형적인 임상 징후와 증상을 보여야 하며, 심부전에 적합한 검사 결과가 있어야 한다.

Lab은 CBC, electrolyte, BUN, Serum Cr, hepatic enzymes, urinalysis, 혈당검사, 지질검사, thyroid function test를 하게 된다.

EKG로 LV hypertrophy, prior MI 등을 보게 되고 심전도가 정상인 경우 LV systolic dysfunction은 배제할 수 있다.

Chest x ray로 심장과 pulmonary vasculature를 관찰한다. 급성 심부전의 경우 pulmonary hypertension, interstitial edema, pulmonary edema를 보이지만 만성 심부전은 대부분 그렇지 않다.

진단을 위해서는 noninvasive cardiac imaging – echocardiography가 핵심적이다. 좌심방의 확장과 좌심실의 비대가 있으며 좌심실의 diastolic filling에 이상이 있으면 HFpEFdp 해당한다. 우심실의 크기와 pulmonary pressure를 재는 것은 cor pulmonale의 진단에 필요하다. MRI도 진단에 유용하다.

HFrEF에 민감한 marker로는 BNP와 NT-pro BNP가 있고, 이는 HFpEF에서도 약간 증가되어있다. 또한 만성 심부전에서는 예후와 severity를 결정하는 주요 지표가 되며, 적절한 약물 용량을 결정하는데 사용될 수 있다. 하지만 나이가 들거나 신장 기능이 좋지 않을 때 natriuretic peptide가 증가하며, 여성에서 농도가 더 높을 수 있으며, 우심실부전에서 지표가 상승한다는 사실을 염두에 두어야 한다. 비만한 환자에서는 농도가 낮게 나타날 수 있다. 새로운 지표로는 soluble ST-2, galectin-3가 있다.

심부전이 있는 환자에서 운동 검사는 권장되지 않지만 심장 이식을 받을 환자에서 평가의 목적으로 사용될 수 있다.peak oxygen uptake(VO2)<14ml/kg는 나쁜 예후와 연관되어 있으며, 약물 치료보다 이식으로 도움을 받을 수 있다.

10.  Management

-       HFrEF: ACEi & BB (survival benefit). Beta blocker는 carvedilol, bisoprolol, metoprolol. Aldosterone antagonists (survival benefit, spironolactone – hyperkalemia 주의, CKD에서 주의). ARB+ACEi는 추천하지 않음. Hydralazine or nitrate(survival benefit, ACEi나 ARB만큼 효과적이지는 않지만 이 약제를 사용할 수 없는 환자에서 좋음.)

Digoxin은 therapeutic range가 좁아서 위험. 2^nd line으로 ivabradine을 사용할 수 있음.

CCB는 사용이 필요한 경우 amlodipine or felodipine. Verapamil이나 diltiazem은 사용하면 안됨.