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Fisiopatologia della circolazione fetale
Domenico Arduini Dipartimento di
Chirurgia Università di Tor Vergata
U.Org di Medicina Prenatale Osp.
Fatebenefratelli Isola Tiberina
2
Circolazione fetale

• Caratteristiche
• in parallelo
• differenze tra LCO e RCO
• presenza di shunt
• dotto arterioso
• dotto venoso
• organo di scambio placenta
• alto output cardiaco
• bassa pressione (70/30 mmHg)

3
CERV
VCS
AD
AS
VCI
VS
VD
F
DV
PO
DA
VO
PL
AO
SPL
4
Scambi gassosi materno-fetali

• differenza di pressione parziale di O2 e CO2
• diversa affinità dell HbF rispetto all Hb
  adulta per lO2
• doppio effetto Bohr
• consumo della placenta!

5
Pressione parziale di O2
100
90
Atmosfera
Alveoli
Circolo materno
10
50
80
Placenta
Feto
10
30
6
Materno
Fetale
PA
70 mmHg
30 mmHg
7
Cordone ombelicale

• Difficoltà nel trasporto legata al gradiente
  pressorio
• pompa cardiaca
• elasticità del cordone

8
Placenta
Cordone
30 mmHg
70 mmHg
9
Vena ombelicale

• sangue ossigenato
• scarsa presenza di chemocettori
• scarsa struttura muscolare
• buona compliance (dalla 16 settimana)
• importanza della gelatina di Wharton
• pulsazioni in telediastole fino alla 15
  settimana
• flusso costante dalla 15 settimana in poi

10
Cordone
11
Sonographic findings
12
The pulsometer
Placenta
Fetus
13
(No Transcript)
14
Arterial Doppler indices

• umbilical artery and vein

s
s
s
d
d
d
15
VCI
DV
16
Dotto venoso

• shunt del 50 del sangue ossigenato nel dotto
• controllo dell entità dello shunt attraverso
  uno sfintere adrenergico
• sbocco del dotto venoso nella Vena Cava Inferiore

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Doppler indices
Fetal Echocardiography pulsed Doppler
ductus venosus S/A
a
a
s
a
s
18
VCI
AS
AD
VD
VS
DV
19
Vena Cava Inferiore

• flusso retrogrado durante la contrazione atriale
  (15-5)
• sangue ossigenato (saturazione gt80)
• Valvola di Eustachio come deflettore del flusso
  di sangue ossigenato verso il forame ovale
• Crista Dividens a carico del forame ovale
• passaggio del sangue più ossigenato nel
  ventricolo sinistro

20
Doppler indices
Fetal Echocardiography pulsed Doppler

• IVC
• reverse flow TV(a)/TVI(s)TVI(d))100

s
d
a
d
a
s
21
Vena Cava Superiore

• sangue proveniente da cervello, arti superiori,
  coronarie (elevata estrazione di O2)
• sangue poco ossigenato (saturazione 22)
• flusso diretto verso il ventricolo destro

22
VCS
CERV
AD
VD
23
Atrio Destro

• ingresso nell Atrio Destro di due flussi
  virtualmente separati
• sangue più ossigenato diretto verso il cuore
  sinistro
• sangue meno ossigenato diretto verso il cuore
  destro

24
Saturazione di O2 ()
43
AD
40-83
70
60
53
60
53
55
Heymann, 1989
25
Circolazione intracardiaca

• Fattori in gioco
• compliance atriale
• compliance ventricolare
• pressioni a valle del ventricolo (afterload)
• circolazione parallela

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Circolazione intracardiaca

• L età gestazionale influenza
• compliance atriale
• compliance ventricolare (rapporto E/A)
• contrattilità miocardica (PV)
• afterload (TPV)
• gittata cardiaca

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Valutazione funzionale
Valvole AV
28
Doppler indices
Fetal Echocardiography pulsed Doppler

• AV valves
• E wave early ventricular filling
• A wave atrial ventricular filling
• Index of ventricular diastolic function
• Expression of cardiac copliance and preload
  conditions

A
E
A
E
diastole
systole
29
Distribuzione del flusso ematico

• Cuore destro (sangue meno ossigenato)
• tributario della circolazione splancnica
• arteria polmonare - dotto arterioso - aorta
  discendente
• Cuore sinistro (sangue più ossigenato)
• tributario di arti superiori, cervello,
  coronarie
• aorta ascendente - tronco brachiocefalico

30
60
53
60
53
55
31
Gittata ventricolare combinata ()
22
27
67
65
35
22
10
8
57
67
Teitel, 1987
32
anterior cerebral
mean cerebral
WILLIS CIRCLE
posterior cerebral a.
superior cerebellar a.
internal carotid a.
basilar a.
inferior anterior cerebellar a.
inferior posterior cerebellar a.
vertebral a.
external carotid a.
caotid a.
AORTA
33
posterior cerebral
mean cerebral
superior cerebellar
anterior cerebral
transverse sinus
internal caotid
34
anterior cerebral a.
35
AORTA
36
Aorta discendente

• irrora i distretti renale, addominale, arti
  inferiori e placenta
• flusso telediastolico sempre presente dal secondo
  trimestre
• PI costante nella gravidanza
• ? resistenze placentari e renali
• ? resistenze addominali e femorali

37
Arteria renale

• flusso telediastolico assente fino alla 34
  settimana
• PI diminuisce con la gestazione
• la perfusione ematica renale (e la produzione di
  urina) aumentano con la gestazione

38
(No Transcript)
39
Vascolarizzazione intraparenchimatosa
40
UA
41
Arterie Ombelicali

• ? resistenze placentari nel corso della
  gravidanza
• progressiva dilatazione delle arteriole nel villo
  terziario

• diminuzione progressiva del PI, dovuta ad un
  aumento della componente diastolica
• velocità telediastolica sempre presente dalla 16
  settimana
• passaggio del 50 della gittata cardiaca
  combinata nella placenta

42
Insufficenza placentare

• la placenta ha un ruolo di primaria importanza
  nello sviluppo del feto
• una disfunzione placentare (insufficienza
  placentare) interferisce con il normale flusso
  di sostanze nutritive al feto
• adattamento emodinamico del feto alle
  condizioni sfavorevoli

43
Insufficienza placentare

• Cause
• materne
• aumentata resistenza delle arterie uterine
  secondaria a insufficienza dell invasione
  trofoblastica
• uterine
• malformazioni
• fibromi
• placentari
• aumentata resistenza vascolare dovuta a riduzione
  del numero di arteriole nel villo terziario
• fetali
• aumentata viscosità ematica
• riduzione della pressione sanguigna

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Fisiopatologia

• L insufficienza uteroplacentare comporta la
  riduzione dell apporto di O2 e substrati
  nutritivi dalla madre al feto.
• Ciò comporta dei fenomeni adattativi a livello
  dell emodinamica fetale

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Adattamento fetale

• aumento della proporzione di flusso attraverso il
  dotto venoso
• aumento dell O2 e substrati nella VCI
• vasodilatazione del circolo cerebrale e
  miocardico
• vasocostrizione del distretto splancnico e
  muscolare
• BRAIN SPARING EFFECT

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Placenta

• Aumento delle resistenze placentari
• Aumento della viscosità ematica fetale
• Riduzione pressione arteriosa
• riduzione, assenza od inversione del flusso
  telediastolico in UA
• conseguente aumento del PI in UA

47
Placenta

• Solo con unocclusione del 50 del distretto
  placentare si ha un aumento delle resistenze
  vascolari in UA misurabile con il Doppler
• Lalterata emodinamica uterina induce come primo
  effetto il Brain Sparing e solo successivamente
  un danno placentare significativo
• le alterazioni in UA possono essere tardive

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Vena ombelicale

• possono comparire pulsazioni telediastoliche
  quando la di flusso retrogrado in VCI è
  notevole
• sono espressione di una severa compromissione
  cardiaca
• la mortalità è cinque volte più alta rispetto
  allo IUGR con flusso costante in vena ombelicale

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CERV
VCS
AD
AS
VCI
VS
VD
F
DV
PO
DA
VO
PL
AO
SPL
50
Dotto venoso

• aumento della frazione di flusso ematico
  attraverso il dotto, a scapito del flusso
  attraverso il fegato
• aumento della concentrazione relativa di O2 e
  substrati in VCI
• Doppler riduzione, assenza o inversione del
  flusso durante la contrazione atriale

51
Vena Cava Inferiore

• la VCI mostra, alla scansione Doppler, un pattern
  pulsatile trifasico, dovuto a
• sistole ventricolare
• protodiastole
• telediastole, con flusso retrogrado dovuto alla
  contrazione atriale
• l entità del flusso retrogrado durante la
  contrazione atriale è proporzionale al gradiente
  pressorio tra AD e VD

52
Vena Cava Inferiore

• in feti IUGR si verifica
• riduzione della compliance VD
• mancata riduzione o aumento dellafterload VD
• aumento della di flusso retrogrado
  telediastolico

53
IVC of reverse flow
recordings before late heart rate decelerations

gestational age (weeks)
54
(No Transcript)
55
IUGR
56
Circolazione intracardiaca

• ? afterload VS per la vasodilatazione cerebrale
• ? afterload VD per la vasocostrizione splancnica
• ??preload VD per la policitemia ed il ridotto
  ritorno venoso
• ??contrattilità miocardica
• ??capacità di riempimento ventricolare
• ? velocità di flusso in aorta e arteria polmonare

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Circolazione intracardiaca

• Alterazione dell emodinamica intracardiaca
• ??TPV in aorta
• ? TPV in arteria polmonare
• ? rapporto RCO/LCO
• shift della gittata cardiaca verso il VS
• maggiore perfusione di cervello-coronarie

58
Emodinamica cerebrale

• Prima fase
• progressiva vasodilatazione del territorio
  cerebrale
• lieve o moderata diminuzione di pO2
• aumento di pCO2
• diminuzione del PI, con nadir circa 14 gg prima
  delle anormalità della FCF ( ? )

59
MCA FGR
MCA Norm
60
Emodinamica cerebrale

• Seconda fase
• perdita della vasodilatazione cerebrale
• grave diminuzione di pO2
• acidosi
• riduzione della gittata cardiaca
• precede di poche ore il decesso

61
Emodinamica cerebrale

• Il PI nelle arterie cerebrali diminuisce
• correlazione significativa, ma non utile
  clinicamente, con
• pO2
• pCO2
• pH
• correlazione significativa con la encefalopatia
  postasfittica del neonato

62
Aorta discendente

• Brain Sparing riduzione del flusso ematico ai
  distretti periferici
• aumento del PI in Aorta discendente
• riduzione, scomparsa od inversione del flusso
  telediastolico

63
Aorta discendente

• l assenza del flusso telediastolico sottintende
  una grave riduzione dell apporto ematico agli
  organi splancnici
• riduzione LA
• enterocolite necrotizzante nel neonato

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Arteria renale

• flusso telediastolico assente fino alla 34
  settimana
• PI diminuisce con la gestazione
• la perfusione ematica renale (e la produzione di
  urina) aumentano con la gestazione

65
Arteria renale

• Il PI aumenta proporzionalmente al grado di
  ipossia
• Il PI è inversamente correlato al volume del
  liquido amniotico
• monitoraggio dell adattamento allipossia?

66
Cronologia

• L intervallo tra le prime alterazioni Doppler e
  il parto varia da 1 a 9 settimane
• la conoscenza della sequenza delle modificazioni
  emodinamiche nei feti IUGR è clinicamente
  importante

i feti IUGR con acidosi alla nascita o con
anormalità della FCF mostrano uno sviluppo
neurologico alterato a 2 anni di vita Campbell,
Ultrasound Obstet Gynecol 1992 Todds, AJOG 1992
67

• Adattamento
• brain sparing
• ? RCO/LCO
• Scompenso
• ? PV, CCO
• ? pressione intracardiaca
• ? pressione venosa centrale
• anormalità nella VCI e vena epatica
• flusso retrogrado nel DV
• pulsazioni in UV
• Sofferenza
• anormalità della FCF