FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN

1. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN

2. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN • Este capítulo revisa primero la circulación fetal ,de transición y la hemodinámica postransicional con un énfasis en los principios del desarrollo de la fisiología cardiovascular • Sobre la base de los principios fisiológicos examinados se analiza a continuación, la etiología y fisiopatología de compromiso cardiovascular neonatal • Los principales objetivos de este capítulo son para ayudar a apreciar el impacto de la falta de madurez y / o eventos patológicos en la fisiología de la transición cardiovascular neonatal y comprender los principales factores que conducen a las alteraciones cardiovasculares en el prematuro y recién nacido a término • Sólo con este conocimiento se puede evaluar y tratar adecuadamente los trastornos hemodinámicos en el período de transición inmediata y más allá y, potencialmente, reducir el daño de órganos causados por la disminución en el aporte de oxígeno a los órganos , especialmente el cerebro inmaduro del recién nacido afectado

3. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN Circulación fetal La circulación fetal se caracteriza por: • Baja resistencia vascular sistémica ( SVR ) • Alto flujo arterial sistémico • Alta resistencia vascular pulmonar con flujo sanguíneo pulmonar bajo • Dada la baja tensión de oxígeno en el feto , la circulación fetal permite el flujo preferencial de la sangre más oxigenada al corazón y el cerebro , dos de los tres " órganos vitales”

4. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN Circulación fetal • Con la placenta en lugar de los pulmones como órgano de intercambio gaseoso la mayor parte de la sangre que sale del ventrículo derecho se desvía a través del conducto arterioso (PDA ) a la circulación sistémica • La proporción del gasto cardíaco combinado que suministra sangre a los pulmones es significativamente mayor en el feto humano ( 11-25 % ) con algunos estudios que muestran un aumento de esta proporcióncon la edad gestacional con el pico de alrededor de 30 semanas • Durante la vida fetal ambos ventrículos contribuyen al flujo de la sangre sistémica y la circulación depende de la persistencia de las conexiones a través del foramen oval y PDA entre los circuitos sistémico y pulmonar • Por lo tanto las dos circulaciones funcionan en " paralelo " en el feto

6. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN • Circulación fetal • El ventrículo derecho es la cámara de bombeo dominantey su contribución al gasto cardiaco combinado es de aproximadamente 60 %. El gasto cardíaco combinado está en el intervalo de 400-450 ml / kg / min en el feto y es mucho más alto que el flujo sistémico (alrededor de 200 ml / kg / min ) después del nacimiento • Aproximadamente un tercio de la salida cardíaca combinada ( 150 ml / kg / min ) perfunde la placenta a través de los vasos umbilicales . Sin embargo , el flujo sanguíneo a la placenta disminuye hasta el 21% del gasto cardíaco combinado a corto plazo

7. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN • Circulación fetal • La vena umbilical transporta la sangre oxigenadadesde la placenta a través de la vena Porta y el conducto venoso a la vena cava inferior (VCI )y finalmente al corazón • Alrededor del 50 % de la sangre oxigenada en la vena umbilical se desvía a través del ductus venoso y vena cava inferior a la aurícula derecha donde la sangre oxigenada se dirige preferentemente a la aurícula izquierda a través del foramen oval permeable • Este porcentaje disminuye a medida que la gestación avanza • Una de las características únicas de la circulación fetal es que la saturación arterial de oxígeno ( SaO2) es diferente entre la parte superior e inferior • Tener la sangre más oxigenada en la aurícula izquierda asegura el suministro de oxígeno adecuado al corazón y el cerebro • Por otra parte en respuesta a la hipoxemia la mayor parte del flujo de sangre en la vena umbilical no pasa por la circulación portal sino a través del ductus venoso y entrega la sangre más oxigenada al corazón y al cerebro

8. FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN • Fisiología de Transición • Después del nacimiento la circulación cambia de forma paralela a en serie y por lo tanto la salida del lado izquierdo y la salida del ventrículo derecho deben ser iguales . Sin embargo , este proceso, especialmente en los bebés muy prematuros , no se ha completado durante días o incluso semanas después del nacimiento debido a la incapacidad de los canales fetales para cerrar de una manera oportuna • La persistencia del PDA altera significativamente la hemodinámica durante la transición y más allá del nacimiento • Al nacer, la eliminación de la circulación placentaria de baja resistencia y el aumento de las catecolaminas y otras hormonas aumenta la RVS

9. Fisiología de Transición • Por otro lado la resistencia vascular pulmonar cae precipitadamente debido a la acción de la respiración de aire y la exposición de las arterias pulmonares a una mayor presión parcial de oxígeno en comparación con el muy bajo nivel en el útero • El flujo sanguíneo de órganos también cambia significativamente y cae en respuesta a la exposición al oxígeno • Recientemente, se informó de una caída del flujo sanguíneo cerebral en los primeros minutos después del nacimiento en recién nacidos normales • Esta caída de FSC parece estar relacionada al menos en parte a la vasoconstricción cerebral en respuesta al aumento en el contenido de oxígeno en la sangre arterial inmediatamente después del nacimiento FISIOLOGIA DE LA CIRCULACIÓN

10. Fisiología de Transición • Además la correlación entre derivación de izquierda a derecha a través del PDA y la velocidad de flujo de la arteria cerebral media ( un sustituto para CBF ) sugiere un posible papel de PDA en la reducción observada en el FSC • Por último especialmente en algunos recién nacidos muy prematuros la incapacidad del miocardio inmaduro para bombear contra el aumento súbito de la RVS podría conducir a una disminución transitoria en el flujo sanguíneo sistémico que a su vez también podría contribuir a la disminución en FSC

11. Circulación postnatal Presión Flujo y Resistencia • Ecuación de Poiseuille ( Q = ( ∆ P × πr4 ) / 8 µl ) describe los factores que determinan el movimiento de fluido a través de un tubo • Esta ecuación nos ayuda a entender cómo los cambios en los parámetros cardiovasculares afectan el flujo sanguíneo • Básicamente el flujo ( Q ) está directamente relacionado con la diferencia de presión ( Delta P ) a través del vaso y la cuarta potencia del radio ( r ) e inversamente relacionada con la longitud ( L ) del recipiente y la viscosidad del fluido ( μ) • Por lo tanto la presión arterial (PA ) es la fuerza impulsora detrás de la sangre en movimiento a través de la vasculatura • Puesto que existen varias diferencias entre el flujo laminar de agua a través de un tubo y el flujo de sangre a través del cuerpo la relación entre los factores mencionados en el cuerpo no se sigue exactamente la ecuación

12. Circulación postnatal Presión Flujo y Resistencia • Además debido a que no medimos todos los componentes de esta ecuación en la práctica clínica de la interacción entre BP el flujo y la RVS se describe utilizando una analogía de la ley de Ohm ( gasto cardíaco = gradiente de presión / SVR ) • Por lo tanto el flujo de sangre está directamente relacionada con BPe inversamente relacionado con la RVS • Regulación y los cambios en el gasto cardíaco y la RVS determinan la BPEn otras palabras la PA sistémica es la variable dependiente de la interacción entre las dos variables independientes : • Gasto cardíaco ( flujo ) y RVS • Debido a que el gasto cardiaco es algo también afectado por RVS en teoría el gasto cardíaco no puede ser considerado como una variable completamente independiente

13. Circulación postnatal • El gasto cardíaco se determina por la frecuencia cardíaca , precarga , la contractilidad miocárdica y la poscarga • La precarga se puede describir en términos de presión o de volumen , es decir , la presión venosa central o el volumen diastólico final del ventrículo . Por lo tanto la precarga se ve afectada no sólo por el volumen de sangre circulante eficaz sino también por muchos otros factores tales como la relajación miocárdica y su distensibilidadla contractilidad y la poscarga • Los escasos datos disponibles sobre la función diastólica en el recién nacido en general y en los recién nacidos prematuros en particular sugieren menor distensibilidad miocárdica y menor función de relajación • Por otro lado la línea de base de la contractilidad miocárdica es alta o comparable a la de los niños mayores mientras que la capacidad del miocardio para mantener la contractilidad frente a un aumento de la poscarga puede estar limitada

14. Distribución del flujo sanguíneo a los órganos • Bajo condiciones fisiológicas en reposo el flujo de sangre a cada órgano se regula por el tono vascularbajo la influencia del sistema nervioso autónomo • Los cambios en el tono vascular basal regulan el flujo sanguíneo de órganos • El tono vascular está regulado por: • Tejido local (por ejemplo H + - CO2 - O2 ) • Sustancias paracrinas ( por ejemplo el óxido nítrico prostaciclinay endotelina - 1 ) • Factores neurohormonalesasí como por las propiedades miogénicas del vaso sanguíneo

15. Distribución del flujo sanguíneo a los órganos • En condiciones patológicas tales como hipoxia - isquemia la distribución de gasto cardíaco a órganos favorece a los órganos " vitales" (el cerebro , corazón y glándulas suprarrenales) • El principio de designación de los órganos vitales es operativo incluso en la vida fetal • Sin embargo el lecho vascular del cerebro anterior (corteza ) sólo podía lograr la característica de "órgano vital" con respuesta vasodilatadora a una disminución en la presión de perfusión durante el final del segundo trimestre del embarazo

16. Fisiología de la microcirculación • Además de ser el sitio de intercambio de oxígeno y nutrientes y el sitio de la eliminación de subproductos metabólicos la microcirculación desempeña un papel importante en la regulación de la hemodinámica sistémica y local • Las pequeñas arterias y arteriolas son los principales reguladores de la resistencia vascular periférica y las vénulas y venas pequeñas juegan un papel importante como vasos de capacitancia • El acoplamiento de la oferta y la demanda de oxígeno es una de las funciones primarias de la microcirculación • La entrega de oxígeno ( DO2 ) depende del flujo sanguíneo y el contenido de oxígeno.

17. La entrega de oxígeno ( DO2 ) depende del flujo sanguíneo y el contenido de oxígeno • El contenido de oxígeno total de la sangre ( unido a la hemoglobina y disuelto ) se puede calcular sobre la base de la concentración de hemoglobina ( Hb: g/dl ) , Sao2 , y la presión parcial de oxígeno (PaO2 : mm de Hg ) en la sangre arterial ( [ 1,36 × × Hb Sao2 ] + [ 0,003 × Pao2 ] ) • Flujo sanguíneo del tejido se ajusta basándose en el consumo de oxígeno ( VO2) determinado por los requisitos metabólicos • Cuando el flujo de sangre no se puede aumentar más allá de un cierto punto la extracción de oxígeno se aumenta para satisfacer la demanda de VO2 • Por lo tanto VO2 no se ve afectado por la disminución en el flujo sanguíneo hasta que se agote la capacidad del tejido para extraer más oxígeno

18. En los recién nacidos a término sanos la perfusión periférica localizada (bucal ) evaluada por la saturación capilar ponderada utilizando espectroscopia de luz visible tiene sólo una débil correlación con el gasto cardíaco durante el período transitorio • Por lo tanto es posible que en condiciones fisiológicas el flujo de sangre periférica no es afectado por la variabilidad en el flujo sanguíneo sistémico • En otras palabras el flujo de sangre ( gasto cardíaco ) se regula para satisfacer VO2 • En los recién nacidos prematuros ventilados el flujo sanguíneo del miembro evaluado mediante espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS no mostró correlación con BP • Junto con la pobre correlación de la saturación de oxígeno bucal con el gasto cardíaco en los recién nacidos a término sanos estos hallazgos sugieren que la regulación de la microcirculación y el flujo de la sangre periférica en prematuros y recién nacidos a término relativamente estables hemodinamicamente pueden ser por lo menos a un cierto punto independientes del flujo sanguíneo sistémico

19. FISIOLOGIA TRANSICIONAL Circulación Fetal Circulación postnatal • FSP 10% GC • Ambos ventrículos contribuyen flujo sistémico • Circulacióndepende FO y Ductus • 2 circulaciones en paralelo • Predominio VD 60 % GC • Gasto combinado ambos ventrículos 400-450 ml/kg/min(> FS) • 1/3 gasto combinado placenta • Circulación cambia de paralelo a en serie • Gasto VD=VI • Prematuropuedetardardías a semanas porpersistencia de canales fetales • Omitir placenta catecolaminas, otras hormonas • RVS - RVP • FSC (vasoconstricción x >O2) • Shunt I-D PDA altera vel flujo art. cerebral media • Incapacidadmiocardioinmadurosúbito • RVS FSS

20. FUNCION MIOCARDICA • Diferencias significativas en estructura y función entre el RNPT – RNAT y niños mayores • Miocardio Inmaduro • < Elementos contráctiles • > Contenido agua • > Relación superficie / volumen • Retículo sarcoplásmico subdesarrollado • Miocardio inmaduro se apoya en la función de canales de calcio tipo L depende concentración calcio extracelular fuente Ca++ necesario contracción muscular • RVS después de nacer aumento post carga VI contractilidad miocardio

21. SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO Función circulatoria mediada a nivel local y central por: • Mecanismos neurales • Hormonales • Metabólicos • Vías reflejas Función cardíaca y tono vascular: • Regulado por SNC • Médula regula patrones complejos respuestas simpáticas, parasimpáticas y CV • Balance simpático/parasimpático corazón y vasos es regulado por baroreceptores periféricos y quimiorreceptores en arco aórtico,y seno carotídeo además de mecano receptores corazón y pulmones

22. SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO

23. Etiología y fisiopatología del shock • Función celular normal y mantenimiento integridad estructural: • Adecuada liberación O2 metas demanda celular • Liberación O2 : • Contenido O2 sangre • GC (sólo lo libera si hay adecuada presión perfusión) • PA = GC – RVS Monitorear FSS - PA

24. Etiología y fisiopatología del shock • Si RVS es muy baja PA debajo nivel crítico disminución liberación O2 a pesar de GC normal o aumentado • Si RVS es muy alta GC , perfusión y liberación O2 a nivel crítico a pesar de PA normal Erróneo PA o GC solos para evaluación status CV

25. HIPOTENSION EN EL NEONATO HIPOTENSION • Es el nivel de PA en el cual se pierde autorregulación del flujo de sangre a órganos vitales • Si no se trata PA disminuye más umbral isquémico isquemia tisular daño permanente de órganos • En RN ≤ 1500 grs se desconoce en el período post natal inmediato los valores de PA donde se pierde la autorregulación ni el nivel donde ocurre daño tisular • Se habla de hipotensión cuando los valores se encuentran por debajo 5° percentil para edad gestacional o para edad post natal VN • Día 1= edad gestacional en semanas -sin embargo mediciones realizadas con NIRS sugieren el límite inferior para autorregulación es de 30 mm/hg (datos corroborados con hallazgos por US)

26. HIPOTENSION EN EL NEONATO VALORES ESPERADOS Watkins y col –Percentil 10 en 1°s 24 h • 500 – 750 grs ……….26 mm/hg • 751 -1000 grs………..28 mm/hg

27. PA Umbral autoregulatorio ? Umbral autoregulatorio FSC PA Umbral funcional ? Umbral funcional FSC PA Umbral isquémico ? Umbral isquémico 50% FSC reposo

28. Factores de riesgo hipotensión • No esteroides prenatales • Pérdida de sangre • PDA • VPP con parámetros altos

29. HIPOTENSION EN EL NEONATO

33. HIPOTENSION EN EL NEONATO • En el día 1 de vida se ha encontrado que PA normal no es = normal FSC KluckowM, Evans N. Superior vena flow in preterm infants: a novel marker of systemic blood flow. Arch Dis Child 2000; 82: F182.  • A partir del 2° día se encuentra relación entre PA normal y adecuado FSC Kluckow M, Evans N. Low superior vena flow and intraventricular haemorrhage in pretor infantes  Arch Dis Child 2000; 82: F188

34. HIPOTENSION EN EL NEONATO HIPOTENSION NEONATAL • Hemorragia intraventricular • Lesión cerebral isquémica • Pronóstico adverso del neurodesarrollo • Mortalidad

35. HIPOTENSION NEONATAL Consecuencias de hipotensión • 20 % RN sobreviven trastornos del neurodesarrollo (Lorenz 1998) • Hipotensión - Disminución FSS lesión cerebral • Hemorragia peri e intraventricular • Lesiones isquémicas cerebrales y pronóstico neurodesarrollo a largo plazo (Miall- Allen 1987 Goldstein 1995 Low 1993)

36. HIPOTENSION NEONATAL Consecuencias de hipotensión • FVCS en el 1° día esta asociado con Hemorragia peri/intraventricular tardía (Kluckow 2000-Osborn 2003- Miletin 2008-Meck 1999) • Aumento mortalidad (Osborn 2003- Kluckow 2000) • ECN (Osborn 2007) • Alteraciones neurodesarrollo en RN < 30 s (Hunt 2004- Osborn 2007)

37. HIPOTENSION EN EL NEONATO Fisiopatología hemodinamia neonatal -Circulación Transicional Pretérmino • Inestabilidad cardiovascular es común en 1°s semanas de vida en < 1000 grs - < 28 semanas • RNPT no manejan bien cambios CV que ocurren al nacer • 20 % RNMBP UCIN hipotensión 1°s 24 horas • Mayor riesgo hemorragia intra/periventricular • Pobre pronóstico neurodesarrollo • Presión perfusión cerebral - Flujo sanguíneo 1°s 24 h Vulnerabilidad circulatoria RNPT

38. HIPOTENSION EN EL NEONATO Fisiopatología hemodinamia neonatal -Circulación Transicional Pretérmino • Primeras horas después nacimiento: Pr. Art. Flujo sanguíneo sistémico Flujo sanguíneo cerebral Evidencia lesión cerebral por US

39. HIPOTENSION EN EL NEONATO Fisiopatología hemodinamia neonatal -Circulación Transicional Pretérmino • La capacidad de la circulación para mantener FSC a través de redistribución de flujo una vez que cae PA por debajo nivel crítico está comprometida en algunos RNMBP Problema primario? Fenómeno intermedio consecuencia insulto 1°?

40. HIPOTENSION EN EL NEONATO Transición de vida intra a extrauterina Determinantes fisiológicos hemodinamia neonatal • Gasto cardíaco • RVS • Presión arterial • Resistencia vascular y flujo sanguíneo diferentes órganos Variables con impacto hemodinamia neonatal • Ductus arterioso • FSS • Post carga VI

41. HIPOTENSION EN EL NEONATO Hemodinamia del corazón y FSS • Gasto ventricular medida FSS • Alterado período transicional: Shunt a través ductus gasto ventrículo izquierdo FOP gasto VD Poco después de nacer shunts son pequeños gasto VD mejor medida de flujo que VI pero ambos pueden ser confundidos Doppler de vena cava superior FS parte superior cuerpo y FSC • FSS ocurre 35 % < 30 s 1°s 12 h mejoría 24-48 h

42. HIPOTENSION EN EL NEONATO PERDIDA AUTORREGULACION • Comprobada relación entre disminución FS y HIV • Existe relación entre disminución FS 1°s 24 h y alteración neurodesarrollo a los 3 años • Factores asociados: PDA VM Disminución GC PP

43. HIPOTENSION EN EL NEONATO Factores que influyen inadecuada perfusión sistémica • Miocardio inmaduro pobre contractilidad • Aumento RVS • Shunts a través de canales fetales • Liberación citokinas en SIRS vasodilatación • Depleción volumen intravascular • VPP disminuyen retorno venoso y GC

44. HIPOTENSION EN EL NEONATO Factores que influyen inadecuada perfusión sistémica • Hipotensión complicada por transición fisiológica vida fetal a extrauterina • Cambio mayor: súbita exposición VI a RVS comparado a la baja resistencia de la placenta: FSP Cierre Ductus • Persistencia Ductus: Shunt I- D Hipotensión diastólica Sobreperfusión pulmonar Falla cardíaca

45. HIPOTENSION EN EL NEONATO FACTORES MATERNOS QUE AFECTAN P.A NEONATOS • HTA materna: • RCIU • Apgar • Adaptación retardada • PDA • Prematurez • Edad materna: > edad > presión arterial • Tipo anestesia: afecta Apgar – pH- Tiempo eyección VI • Espinal < Pr. Art. Comparado con epidural, general o no anestesia • Tratamiento materno: • Esteroides : Pr. Art. • MgSo4: reactividad arterias cerebrales del neonato • ß bloqueantes : labetalol Pr. Art. • Agonistas  adrenérgicos ( metil dopa) Pr. Art.

46. HIPOTENSION EN EL NEONATO FACTORES NEONATO QUE AFECTAN PRESIÓN ARTERIAL • Edad gestacional: en RNPT pr arterial es baja al inicio, aumenta progresivamente en los 1°s 5 días pero persiste baja hasta los 30 días de vida • Peso: enel día 1 RN de bajo peso tienen más bajas cifras de PA • PA aumenta de manera más rápida en pretérminos comparados a RNAT • Kent et al. : aumento progresivo de PA durante 1°s 2 semanas en RN estables de < 31 s (PediatrNephrol. 2009;24:141-46) • PEG con menor peso tienen > PA

47. HIPOTENSION EN EL NEONATO CAUSAS DE HIPOTENSION NEONATAL • Pérdida vasorregulación periférica • Disfunción miocárdica • Depleción volumen (< frecuente) • PDA • Sepsis • RNAT con Asfixia- HPPN – SDR severo

48. HIPOTENSION EN EL NEONATO Pérdida vasorregulación periférica • FSS no se correlaciona con valores de Pr. Art. • Miocardio pretérmino tiene capacidad limitada para responder a post carga • Relación consistente de hipocapnia y FSC • Factores asociados: PDA VM Disminución GC PP

49. HIPOTENSION EN EL NEONATO HIPOVOLEMIA • No es común • No está documentada relación entre volumen sanguíneo y PA Pérdida sangre intraparto Transfusión feto – placentaria • Clínica: Palidez Taquicardia Hipotensión US : poco llenado ventricular

50. HIPOTENSION EN EL NEONATO Persistencia de Ductus Arterioso • Primera semana: Pr. Sistólica Pr. Diastólica = PM debido a shuntI-D por RV pulmonar • En los 1°s 3 días el ductus puede ser silente: considerarlo en hipotensión persistente