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13 Fisiología de la circulación fetal Renato Frajndlich 2 IntrODuCCIón Varios aspectos de la vida intrauterina permanecerán por mucho tiempo prácticamente como un misterio para la comprensión de los estudiosos. Con la intro- ducción del ultrasonido en tiempo real, superando en la inaccesibilidad el feto humano, haciendo posible su estudio en condiciones fisiológicas. El estudio de la fisiología es complejo. Ahora, cuando nos damos cuenta de que este conocimiento es un prerrequisito para un mejor entendimiento del comportamiento y del desarrollo fetal y que las etapas del comporta- miento son caracterizadas por la concomitancia de muchas variables fisiológicas, pasamos a profundizar en este tema de forma mucho más concreta. sIstEMA CArDIOVAsCuLAr FEtAL La circulación fetal difiere de la extrauterina tanto por su anatomía, como por su función. El sistema cardiovascular fetal está ingeniosamente planeado para atender las necesidades prenatales y permitir, en el nacimiento, las modificaciones que establezcan un patrón circulatorio postnatal.1 Su función se ase- meja a la del aparato circulatorio del adulto; es, por ende, más compleja, ya que debe suplir las necesida- des de un organismo en crecimiento rápido en un ambiente de hipoxia relativa (bajas concentraciones arteriales de oxígeno), aunque con altas tasas de flu- jo sanguíneo. Los pulmones fetales presentan un bajo flujo, mantenido a costa de una elevada resistencia vascular pulmonar debida principalmente a un importante estado de hipoxia. En estas condiciones, la placenta funciona como una fístula arteriovenosa con baja re- sistencia al flujo sanguíneo sistémico.1 Ya que la única conexión entre el feto y el medio externo es la placenta, un órgano multifuncional, que hace las veces de aparato digestivo (transporte de nutrientes), aparato urinario (retiro de los productos de degradación) y aparato respiratorio (intercambio gaseoso).1 El feto no respira, pues los pulmones contienen líquido amniótico y, por tanto, la pequeña cantidad de sangre circulante no tiene las condiciones de ser oxigenada, es por esto la placenta el órgano que debe sustituirla para que el feto reciba así un adecuado su- ministro de sangre saturada.1 Esta sangre, rica en oxígeno, retorna de la placen- ta por la vena umbilical que penetra en el abdomen a través del ombligo y se dirige hacia el hígado. En el hilo hepático, esta vena se divide en dos ramos: el mayor es alcanzado por la vena porta y penetra en el lóbulo derecho, donde se divide en dos o tres ramos, uno para el lóbulo izquierdo y otro para el lóbulo cuadrado y caudado, y otro menor que conti- núa cefálicamente con el nombre de ducto venoso, uniéndose a la vena cava inferior. Cerca de la mitad de la sangre proveniente de la placenta se dirige al sistema venoso porta-hepático; la mitad restante se dirige directamente a la vena cava inferior por el duc- to venoso.2,3 En la entrada del ducto venoso existen unas fibras musculares que pueden funcionar como esfínter, regulando la distribución del flujo de la vena umbilical entre la circulación hepática y la vena cava inferior. Este mecanismo protege la circulación fetal de variaciones de presión por la contractilidad uteri- na, además de contribuir a la aparición funcional del ducto, con ocasión del nacimiento.4 Después de un corto recorrido en la vena cava in- ferior, la sangre penetra en el atrio derecho, ya mez- 14 Cardiología Fetal – Ciencia y Práctica clada con la sangre menos saturada que viene de los miembros inferiores, del abdomen y de la pelvis. Las venas cava superior e inferior desembocan en el atrio derecho en puntos no alineados.5 La sangre proveniente de la vena cava superior pasa al atrio de- recho de modo que la crista interveniens, situada en la pared postero-lateral del atrio derecho, direcciona el flujo hacia el ventrículo derecho, a través de la válvu- la tricúspide.6 El seno coronario, que drena la sangre del miocardio, desemboca en el atrio derecho entre la crista dividens, y la válvula tricúspide, hacia la cual es redireccionado el flujo. El flujo proveniente de la vena cava inferior es dividido por la crista dividens, de tal modo que el volumen mayor es direccionado al foramen oval y la porción menor alcanza el atrio de- recho, pasando de ahí al ventrículo derecho, junto con el flujo sanguíneo de la vena cava superior. El foramen oval permanece patente en la vida fetal, más por la energía cinética del flujo sanguíneo que pro- viene de la vena cava inferior, que por las diferencias en las presiones entre los atrios, que son mínimas.7 El volumen que pasa al atrio izquierdo se combina con un pequeño flujo de sangre poco oxigenado pro- veniente de los pulmones. Este volumen de sangre se dirige al ventrículo izquierdo, de donde es expulsado hacia la aorta, irrigando el cerebro y el miocardio, tejidos que exigen mayor aporte de oxígeno. El débito del ventrículo derecho, cuya inflamación se realiza a costa del retorno venoso de la vena cava superior, seno coronario y parte del retorno de la vena cava inferior que no pasa por el foramen oval, es ex- pulsado al tronco pulmonar. La alta resistencia flujo sanguíneo pulmonar determina que apenas una pe- queña cantidad de sangre circula a través de las venas pulmonares en los pulmones; el resto es dirigido por el canal arterial, hacia la aorta descendente, donde se irá a mezclar con la sangre proveniente del ventrículo izquierdo. En el pulmón fetal no hay intercambio gaseoso, pero los alvéolos presentan otras funciones, como la producción de surfactante que impedirá el colapso de los alvéolos en el recién nacido.8 Cerca del 40 - 50% de la sangre de la aorta des- cendente pasa por las arterias umbilicales y retorna a la placenta para su oxigenación. El resto de la sangre va a irrigar las vísceras y la mitad inferior del cuerpo (Fig. 2.1). Varios estudios sobre la circulación fetal en los humanos demuestran la similitud con la fisiología experimental en animales, aunque tiene importan- tes diferencias.2 En los fetos humanos parece circular menos sangre a través de la placenta, ducto venoso y foramen oval, aunque hay más sangre a través de los pulmones que en los fetos de las ovejas. Existen im- portantes variaciones individuales y el patrón varía de acuerdo con la edad gestacional. El flujo sanguíneo normal disminuye con la edad gestacional, y entre las semanas 28 y 32, un nuevo nivel de desarrollo pare- ce ser alcanzado. En este estadio, el flujo a través del ducto venoso y el foramen oval alcanza su mínimo, y el flujo a través de los pulmones, su máximo. El ducto venoso y el foramen oval son funcionalmente muy pa- recidos y representan una importante unidad de dis- tribución para el retorno de sangre venosa. El ramo portal izquierdo representa una línea divisoria venosa y, de forma similar, el istmo aórtico representa una lí- nea divisoria arterial. Entonces, la circulación central del feto es mucho más flexible y adaptada a la circula- ción sistémica. Las respuestas al aumento de postcarga, de hipoxe- mia y de acidemia en el feto humano son equivalentes a aquellas encontradas en los estudios con animales: aumento de flujo a través del ducto venoso y el fora- Fig. 2.1 Circulación fetal. Ducto arterial Vena cava superior Foramen oval Ducto venoso Vena umbilical Arterias umbilicales Fisiología de la circulación fetal 15 men oval, aumento en la impedancia de los pulmo- nes, reducción de impedancia en el cerebro y el flujo sanguíneo coronario más prominente. Estudios expe- rimentales en fetos de ovejas, utilizando técnicas de ul- trasonido, también demostraron que un aumento en la resistencia al flujo sanguíneo placentario disminuye significativamente el flujo a través del istmo aórtico fetal.9 Además de eso, se demostró que el perfil de flujo diastólico del istmo está alterado antes que cualquier modificación en las ondas de velocidad de flujo de la arteria umbilical.Con base en estos datos, parece correcto suponer que el monitoreo del perfil de ve- locidad del flujo a través del istmo aórtico podría ser útil para una rápida y eficiente determinación del ba- lance dinámico de resistencia vascular entre la parte superior e inferior del organismo del feto.9 A través del curso de la gestación, las variaciones en los ele- mentos dinámicos como el predominio del ventrículo derecho o izquierdo, así como la influencia relativa de la impedancia vascular de la placenta o del cerebro, podrían teóricamente ser responsables por las varia- ciones fisiológicas del perfil del flujo de la sangre en el istmo. Obviamente, las interpretaciones de cualquier alteración patológica en el flujo sanguíneo a través del istmo deben tener en cuenta esas alteraciones fisioló- gicas. El patrón de velocidad de la sangre en las arterias periféricas depende de sus características hemodiná- micas. La Dopplervelocímetría en las arterias umbili- cales indirectamente depende de la resistencia vascu- lar placentaria y, además de eso, los flujos anormales pueden servir como índice de insuficiencia placen- taria asociada a la elevada resistencia de la misma.10 Estudios experimentales en fetos de ovejas mostraron que durante un aumento en la resistencia del flujo placentario la oferta de oxígeno hacia el cerebro esta- ba preservada mientras que el flujo a través del istmo aórtico estaba intacto11. Durante un aumento agudo en la resistencia vascular placentaria, la oferta de oxí- geno para el cerebro está preservada a pesar de que una falta significativa de oxígeno arterial en el flujo a través del istmo aórtico es anterógrada.12 IstMO AórtICO En el corazón fetal, los ventrículos trabajan parale- lamente y no en serie, como ocurre con el adulto (Fig. 2.2). El concepto establecido es que existen en la circulación fetal shunts intra y extracardíacos, sien- do el principal representante de este último el ducto arterial.18 Aunque el ducto arterial sea, en realidad, parte del sistema vascular de salida del ventrículo derecho formando el “arco pulmonar” con la arteria pulmonar principal y la aorta torácica descendente, éste no se reconoce como un shunt vascular. En la vida postnatal, donde los ventrículos son dispuestos en serie, un ducto arterial patente desviaría la sangre tanto para la circulación sistémica, como para la cir- culación pulmonar, dependiendo de la resistencia de los dos sistemas circulatorios. En la vida fetal, el flujo sanguíneo se disloca a través del arco pulmonar por el ducto arterial, lo que debería considerarse como un shunt derecho-izquierdo, llevando la sangre lejos de los pulmones, y entonces los dos ventrículos ten- drían que ser considerados como dispuestos en serie, como en la vida postnatal. Por tanto, el concepto de circulación fetal basado en dos sistemas circulatorios establecidos de forma paralela es incompatible con la identificación del ducto arterial como un shunt. En el útero, el segmen- to vascular arterial actúa de esta forma y confirma que esta teoría es el shunt istmo-aórtico. Realmente, el istmo, localizado entre el origen de la arteria sub- clavia izquierda y la parte final de la aorta en el ducto arterioso, establece una comunicación entre esas dos arterias para, paralelamente, irrigar la parte superior e inferior del cuerpo del feto (Fig. 2.3). Esta forma de ver la circulación fetal nos trae nuevos y signifi- cativos paradigmas fisiológicos, nuevas implicaciones clínicas, especialmente con la llegada del ultrasonido Doppler para el monitoreo fetal (Fig. 2.4). Patrón de flujo en el istmo normal Debido a la disposición de los dos circuitos arteriales en cada lado del istmo aórtico, la sangre expulsada por los ventrículos derecho e izquierdo tiene efectos opuestos en la dirección del flujo a través del istmo. El volumen de sangre expulsado en la contracción del ventrículo izquierdo llevará la sangre hacia ade- lante, mientras que la expulsión del ventrículo dere- cho determinará el efecto opuesto (Fig. 2.5). El pa- trón sistólico final del flujo ístmico se determinará por las contribuciones relativas de las expulsiones del ventrículo izquierdo y derecho, así como por el ba- lance entre la resistencia vascular de la parte superior e inferior del cuerpo. En la diástole, cuando las dos válvulas semiluna- res están cerradas, la dirección del flujo sanguíneo del istmo estará influenciada solamente por las dos resistencias vasculares, especialmente en el cerebro, en la parte superior del cuerpo y en la placenta, por el sistema vascular sub-diafragmático (Fig. 2.6). Estu-
