Fisiología de la circulación fetal

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Fisiología de la circulación fetal
Renato Frajndlich
Introducción
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 suministro de sangre saturada.1
Esta sangre, rica en oxígeno, retorna de la placenta 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 continúa 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 ducto 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 uterina, además de contribuir a la aparición funcional del
ducto, con ocasión del nacimiento.4
Después de un corto recorrido en la vena cava inferior, la sangre penetra en el atrio derecho, ya mez-
Varios aspectos de la vida intrauterina permanecerán
por mucho tiempo prácticamente como un misterio
para la comprensión de los estudiosos. Con la introducción 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 comportamiento 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 asemeja a la del aparato circulatorio del adulto; es, por
ende, más compleja, ya que debe suplir las necesidades de un organismo en crecimiento rápido en un
ambiente de hipoxia relativa (bajas concentraciones
arteriales de oxígeno), aunque con altas tasas de flujo 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 resistencia al flujo sanguíneo sistémico.1
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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 derecho 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 válvula 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 derecho, 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 proviene 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 proveniente 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 expulsado al tronco pulmonar. La alta resistencia flujo
sanguíneo pulmonar determina que apenas una pequeña 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 descendente 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 importantes 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
Ducto
arterial
Vena cava
superior
Foramen
oval
Ducto
venoso
Vena
umbilical
Arterias
umbilicales
Fig. 2.1 Circulación fetal.
pulmones que en los fetos de las ovejas. Existen importantes 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 parece 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 parecidos y representan una importante unidad de distribución para el retorno de sangre venosa. El ramo
portal izquierdo representa una línea divisoria venosa
y, de forma similar, el istmo aórtico representa una línea divisoria arterial. Entonces, la circulación central
del feto es mucho más flexible y adaptada a la circulación sistémica.
Las respuestas al aumento de postcarga, de hipoxemia 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-
Fisiología de la circulación fetal men oval, aumento en la impedancia de los pulmones, reducción de impedancia en el cerebro y el flujo
sanguíneo coronario más prominente. Estudios experimentales en fetos de ovejas, utilizando técnicas de ultrasonido, 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 velocidad del flujo a través del istmo aórtico podría ser
útil para una rápida y eficiente determinación del balance 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 elementos 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 variaciones 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 fisiológicas.
El patrón de velocidad de la sangre en las arterias
periféricas depende de sus características hemodinámicas. La Dopplervelocímetría en las arterias umbilicales indirectamente depende de la resistencia vascular placentaria y, además de eso, los flujos anormales
pueden servir como índice de insuficiencia placentaria 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 estaba preservada mientras que el flujo a través del istmo
aórtico estaba intacto11. Durante un aumento agudo
en la resistencia vascular placentaria, la oferta de oxígeno 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 paralelamente 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, siendo el principal representante de este último el ducto
arterial.18 Aunque el ducto arterial sea, en realidad,
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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 circulación 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 tendrían 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 segmento 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 subclavia 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 significativos 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 adelante, mientras que la expulsión del ventrículo derecho determinará el efecto opuesto (Fig. 2.5). El patrón sistólico final del flujo ístmico se determinará
por las contribuciones relativas de las expulsiones del
ventrículo izquierdo y derecho, así como por el balance entre la resistencia vascular de la parte superior
e inferior del cuerpo.
En la diástole, cuando las dos válvulas semilunares 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-