Zapalenie wsierdzia to złożony proces patologiczny, którego rozwój wymaga współistnienia kilku kluczowych elementów. Patogeneza tej choroby obejmuje sekwencję wzajemnie powiązanych zdarzeń, które muszą wystąpić, aby drobnoustroje mogły kolonizować powierzchnię wsierdzia i utworzyć ognisko infekcyjne12.
Proces patogenezy zapalenia wsierdzia składa się z trzech fundamentalnych etapów: przygotowania zastawki sercowej do przylegania bakterii, przylegania krążących bakterii do przygotowanej powierzchni zastawkowej oraz przetrwania przylegających bakterii na powierzchni z propagacją zakażonej wegetacji23. Zdrowy śródbłonek serca i jego zastawek jest normalnie odporny na infekcje bakteryjne i grzybicze, dlatego konieczne jest wystąpienie określonych warunków predysponujących1.
Początkowe uszkodzenie śródbłonka
Pierwszym krokiem w rozwoju zapalenia wsierdzia jest uszkodzenie śródbłonka sercowego. Najczęstszym mechanizmem jest uraz spowodowany turbulentnym przepływem krwi wynikającym z wrodzonych nieprawidłowości wewnątrzsercowych4. Uszkodzenie śródbłonka może również powstać w wyniku bezpośredniego urazu mechanicznego spowodowanego wprowadzeniem cewników lub elektrod5.
Zmiany hemodynamiczne odgrywają istotną rolę w patogenezie choroby. Świadczy o tym skłonność wegetacji do tworzenia się na powierzchni komorowej zastawki aortalnej oraz powierzchni przedsionkowej zastawki mitralnej5. Obszary o wysokim ciśnieniu, takie jak ubytki przegrody komorowej czy przewód tętniczy Botalla, stwarzają większe ryzyko rozwoju zapalenia wsierdzia niż ubytki przegrody przedsionkowej6.
Tworzenie jałowych wegetacji
Uszkodzony śródbłonek staje się miejscem agregacji płytek krwi i aktywacji kaskady krzepnięcia, co sprzyja tworzeniu jałowej, niebakteryjnej wegetacji zakrzepowej7. Ten proces obejmuje ekspozycję białek macierzy pozakomórkowej warstwy podśródbłonkowej, które mają właściwości zakrzepogenne i wyzwalają przyleganie oraz aktywację płytek krwi8.
Powstały kompleks płytkowo-fibrynowy tworzy sterylną wegetację, która stanowi idealne podłoże dla kolonizacji przez drobnoustroje1. Proces ten jest szczególnie nasilony w obecności czynników zwiększających lepkość krwi, takich jak sinica czy czerwienica prawdziwa910.
Bakteryjna kolonizacja wegetacji
Kolejnym etapem jest wtórne zakażenie początkowo jałowej wegetacji płytkowo-fibrynowej przez drobnoustroje krążące we krwi. Bakteriemia może wynikać z odległej infekcji lub być skutkiem przejściowej obecności bakterii we krwi pochodzących ze źródeł śluzówkowych lub skórnych1. Szczególnie istotne są bakteriemie związane z urazem błony śluzowej jamy ustnej czy skóry4.
Nie wszystkie bakterie mają jednakową zdolność do kolonizacji powierzchni zastawkowej. Niektóre szczepy bakteryjne wykazują szczególne powinowactwo do macierzy fibrynowo-płytkowej3. Czynniki wirulencji bakteryjnej, które promują przyleganie, są złożone, ale zidentyfikowano co najmniej jeden z nich – zewnątrzkomórkowy polisacharyd (dekstran)3.
Rozwój i propagacja wegetacji
Po ustabilizowaniu się bakterii na powierzchni wegetacji następuje przyspieszenie procesu agregacji płytek i odkładania fibryny w tym miejscu11. Wraz z namnażaniem się bakterii zostają one pokrywane coraz grubszymi warstwami płytek i trombiny, które chronią je przed neutrofilami i innymi mechanizmami obronnymi gospodarza11.
Dalszy wzrost drobnoustrojów prowadzi do aktywacji układu krzepnięcia przez zewnętrzny szlak krzepnięcia. Przylegające monocyty uwalniają różnorodne cytokiny, a aktywowane komórki śródbłonka kontynuują miejscowe odkładanie fibronektyny112. Te procesy kulminują w powstaniu makroskopowego narośla lub wegetacji. Wzrost bakteryjny zachodzi wewnątrz komórek oraz w macierzy fibronektynowej wewnątrz wegetacji, co utrudnia odpowiedzi immunologiczne gospodarza w kontroli lub eradykacji trwającej infekcji112.
Szczególne mechanizmy patogenezy
Niektóre drobnoustroje o wysokiej wirulencji są zdolne do zakażenia prawidłowych zastawek serca człowieka. Przykładem jest Staphylococcus aureus, którego proponowany mechanizm działania obejmuje wiązanie bakterii do komórek śródbłonka przez białka wiążące macierz pozakomórkową, a następnie internalizację do komórki śródbłonkowej1213. Po internalizacji S. aureus może unikać odpowiedzi immunologicznej gospodarza, dalej aktywować komórki śródbłonka i indukować niszczenie tkanek przez uwalnianie egzobiałek1213.
Patogeneza zapalenia wsierdzia może się różnić w zależności od drobnoustroju wywołującego zakażenie1. W przypadku zapalenia wsierdzia podostrego rozwój choroby zależy od odpowiednio dużego inoculum bakteryjnego, które pozwala na inwazję wcześniej istniejącego skrzepu. Ta krytyczna masa jest wynikiem aglutynacji bakterii produkowanej przez przeciwciała aglutynujące14. Dla rozwoju ostrych postaci zapalenia wsierdzia skrzep może być wytwarzany przez inwazyjny drobnoustrój (np. S. aureus) lub przez uraz zastawkowy spowodowany cewnikami dożylnymi lub elektrodami rozrusznika14.
Czynniki zwiększające ryzyko
Kombinacja uszkodzenia śródbłonka i bakteriemii ma kluczowe znaczenie dla indukcji zapalenia wsierdzia910. Ryzyko znacząco wzrasta w obecności materiałów obcych, takich jak sztuczne zastawki czy zespolenia910. Nie jest zaskakujące, że sinicze wrodzone wady serca ze sztucznym zespoleniem lub sztucznymi zastawkami stanowią najwyższe ryzyko rozwoju zapalenia wsierdzia910. Szczególnie narażone są zastawki, które z powodu braku bezpośredniego ukrwienia mają ograniczony dostęp do komórek immunologicznych10.




















