Hemodinamia neonatal 

Abril  2018

 

Fisiopatología de la hipovolemia en el Prematuro  

 

Martin Kluckow             Department of Neonatology       Royal North Shore Hospital,  Sydney,  Australia             

 

Frontiers in Pediatrics                Febrero 2018

 

La evaluación y tratamiento del neonato de MBPN con deterioro cardiovascular requiere la comprensión de la fisiología subyacente del recién nacido en transición. La situación es dinámica y se producen cambios en la presión arterial sistémica, las presiones pulmonares, la función del miocardio y el  shunt ductal en los primeros días posnatales. Nuevos conocimientos sobre el rol del pinzamiento del cordón umbilical en la circulación de transición han sido proporcionados por grandes estudios clínicos de pinzamiento del cordón precoz versus tardío y una serie de reportes científicos básicos describen la fisiología en un modelo animal. La evaluación por ultrasonido es invaluable en la evaluación de la fisiología de la transición y puede proporcionar información sobre el tamaño y la dirección del shunt del conducto arterioso, la función del miocardio y su llenado, así como mediciones del gasto cardíaco y una estimación del estado de la resistencia vascular periférica. Esta información no solo permite un tratamiento más específico sino que tambien a menudo reduce la necesidad de tratamiento.

 

Introducción

 

El sistema cardiovascular del feto está adaptado a un entorno intrauterino que es constante y estable siendo la placenta de baja resistencia una parte clave del equilibrio hemodinámico. Los determinantes del gasto cardíaco se mantienen en equilibrio sin interferencia de factores externos.

Los factores posnatales que pueden afectar la función cardiovascular del prematuro con MBPN incluyen asfixia perinatal, sepsis, soporte respiratorio con presión positiva, niveles variables de dióxido de carbono y el momento del pinzamiento del cordón umbilical.

Durante el período de transición inmediato, estos factores pueden alterar la precarga y cambiar la postcarga en un momento de transición rápida desde la circulación fetal, caracterizada por baja resistencia vascular sistémica, a la circulación neonatal posnatal con mayor resistencia vascular periférica. Los shunts   predominantemente sistémicos a pulmonares, que se producen a nivel auricular y ductal a través de canales fetales persistentes, pueden reducir aún más el posible flujo sanguíneo sistémico (FSS) (Figura 1).


Figura 1.- Modelo sugerido de cómo las diversas influencias externas e internas sobre el sistema cardiovascular del prematuro de MBPN pueden causar hipovolemia.

 

Definición de hipotensión

 

La hipotensión se puede definir de 2 maneras: fisiológica o basada en población. La definición fisiológica es el valor de presión arterial donde la autorregulación del flujo sanguíneo de órgano vital (cerebro) se reduce o se pierde con un deterioro del aporte adecuado de oxígeno a los órganos y tejidos. Si la presión arterial disminuye aún más (y no se inicia tratamiento) eventualmente alcanzará un "umbral funcional"  cuando la función neuronal se deteriora, y finalmente un "umbral isquémico"  el cual puede causar lesión tisular con probable daño orgánico permanente 1   . Desde el punto de vista clínico, ninguno de estos límites ha sido bien definido en el prematuro en el período postnatal inmediato 2.
 La hipotensión arterial también se puede definir como basada en población. Una definición es una presión arterial media (PAM) menor a 30 mm Hg en cualquier edad gestacional en los primeros días posnatales. Esta definición se relaciona con asociaciones fisiopatológicas observadas previamente entre lesión cerebral (daño de materia blanca, leucomalacia periventricular y / o hemorragia peri / intraventricular) y PAM menor de 30 mm Hg en cualquier momento en los primeros días postnatales 3 y en datos más recientes dirigidos al mantenimiento del flujo sanguíneo cerebral (FSC) medido por espectroscopía cercana a infrarroja 4, 5. Aunque el décimo percentil para niños de todas las edades gestacionales para el tercer día posnatal es igual o superior a 30 mm Hg, en prematuros más inmaduros el décimo percentil de PAM es inferior a 30 mm Hg durante los primeros 3 días 6.

Otra definición basada en la población es una PAM menor que la EG en semanas durante los primeros días postnatales, que se relaciona con el décimo percentil por edad en tablas de datos normativos 6, 7.

Esta definición estadística ha sido respaldada por guías para manejo de presión arterial por varios organismos profesionales 8. Esta definición es relevante principalmente en las primeras 24 - 48 h de vida extrauterina, después de lo cual hay un aumento gradual en la PAM esperada, de modo que la mayoría de los prematuros tienen una PAM > 30 mm Hg y por lo tanto sobre su edad gestacional por día postnatal 3.  7 Se han publicado cohortes más recientes de neonatos que definen las normas de presión arterial basadas en población en la era moderna de la terapia intensiva neonatal. 9, 10

 

Circulación de transición en el Prematuro

 

El prematuro frecuentemente tiene falla en cierre completo de ambas comunicaciones fetales, probablemente debido a la inmadurez de los mecanismos estructurales involucrados 11, 12. La persistencia de los canales fetales en el contexto de disminución de presiones pulmonares hace que la sangre fluya preferentemente desde la aorta a la arteria pulmonar, lo que causa pérdida relativa de sangre desde la circulación sistémica y sobrecarga de la circulación pulmonar. El miocardio intenta compensar aumentando el gasto cardíaco total 13.  Una proporción significativa de este aumento del flujo sanguíneo pasa a través del ductus arterioso 14, lo que aumenta el flujo sanguíneo pulmonar.
 La constricción ductal precoz es variable, con algunos niños que tienen un ductus arterioso pequeño / cerrado poco después del nacimiento, mientras que otros se contraen inicialmente, seguido de un aumento en el tamaño del ductus y otros muestran un ductus arterioso grande persistente sin evidencia de constricción temprana . En estos prematuros con ductus arterioso persistente (DAP) abierto más amplio y presiones pulmonares decrecientes, puede haber un aumento rápido del shunt ductal, lo que causa flujo sanguíneo pulmonar más del doble del FSS en las primeras pocas horas postnatales 15. El flujo sanguíneo pulmonar excesivo puede tener consecuencias clínicas, que incluyen una disminución de la presión sanguínea  y del flujo sanguíneo sistémico, aumentos en los requerimientos ventilatorios, o incluso edema hemorrágico pulmonar y eventualmente hemorragia pulmonar 15, 16.

La función sistólica ventricular es definida por la precarga (llenado del ventrículo con sangre antes de la contracción),  contractilidad (capacidad intrínseca de las fibras del miocardio para contraerse) y postcarga (resistencia combinada de la sangre, las paredes ventriculares y los lechos vasculares). El miocardio prematuro es menos maduro que el del RN de término con diferencias histológicas incluyendo menor número de mitocondrias y, subsecuentemente, menos reservas de energía 17. Esto causa limitación en la capacidad de responder a los cambios en los componentes del gasto cardíaco, en particular la postcarga 18, 19. El miocardio del recién nacido prematuro tiene una capacidad reducida para responder al estrés del período postnatal, incluyendo aumentos en la resistencia vascular periférica o postcarga 20 con pequeños cambios que tienen efectos profundos, particularmente en el contexto de una precarga inadecuada o contractilidad alterada 18.  El aporte de oxígeno se relaciona principalmente con la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, el contenido de oxígeno y el volumen de flujo de sangre al órgano, y ésto puede ser inadecuado en casos de deterioro cardiovascular 21.
 

Determinantes de la presión arterial en el prematuro

 

La presión sanguínea arterial es el producto del gasto cardíaco y la resistencia vascular periférica. Las principales influencias en el gasto cardíaco son la precarga o volumen sanguíneo y la contractilidad miocárdica. La resistencia vascular periférica está determinada por el tono vascular, que en presencia de un ductus arterioso no contraido incluye no solo la resistencia vascular periférica sistémica sino también la resistencia vascular pulmonar. La contractilidad miocárdica es difícil de evaluar en el recién nacido ya que las medidas aceptadas de contractilidad en el adulto, tales como la medida ecocardiográfica del acortamiento fraccional, se ven negativamente influenciadas por la asimetría de los ventrículos causada por la dominancia ventricular derecha in utero. Las técnicas más nuevas, como las imágenes con Doppler tisular, pueden superar estas limitaciones 20.

En el recién nacido pretérmino con ductus arterioso cerrado durante las primeras 24-48 h, la relación entre PAM y gasto cardíaco es baja 22. Muchos prematuros hipotensos  tienen un gasto ventricular izquierdo normal o alto, lo que compensa la reducción de la presión arterial sistémica 22-24. Una de las razones de esta aparente paradoja es la presencia de un ductus arterioso hemodinámicamente significativo, el cual causa un aumento en la salida del ventrículo izquierdo al mismo tiempo que causa una reducción en la resistencia vascular general sistémica. Las variaciones en la resistencia vascular periférica pueden causar un cambio en el gasto cardíaco subyacente que no afecta la presión arterial. Este fenómeno hace posible que 2 prematuros con la misma presión sanguínea tengan gastos cardíacos marcadamente diferentes.

 

Edad gestacional y Edad postnatal

 

Todas los datos basados en población recolectados de presión arterial muestran que existe una gran influencia de la edad gestacional en la presión arterial, y que los prematuros más inmaduros tienen la PAM más baja en el primer día de vida.

De manera similar, los nomogramas de presión arterial basados en la población muestran una influencia significativa de la edad postnatal sobre la presión arterial con un aumento progresivo de la PAM cada día postnatal 6, 25. Esto probablemente esté relacionado con cambios en el tono vascular mediados por mediadores del sistema nervioso simpático y humoral, además de la maduración del miocardio fetal / neonatal de manera que pueda responder mejor a la poscarga 19, 20.
 

Pérdida sanguínea

 

La pérdida aguda de sangre en el prematuro es inusual y puede ser el resultado de eventos prenatales tales como hemorragia feto-materna, hemorragia anteparto o síndrome de transfusión gemelo a gemelo, eventos intraparto tales como circular de cordón con constricción diferencial del vaso que causa un desequilibrio entre sangre que fluye hacia y desde el feto o postnatalmente desde un gran hematoma subgaleal o una hemorragia en un órgano como el hígado o el cerebro. La pérdida aguda de sangre puede causar hipotensión significativa, pero debido a los mecanismos compensatorios inmediatos del sistema cardiovascular, estos efectos pueden retrasarse y presentarse solo cuando se produce la fase de descompensación.

 

Momento de clampeo de cordón umbilical

 

Tanto el volumen de la transfusión placentaria como la secuencia normal de la transición pueden verse afectados por el momento en que se pinza el cordón umbilical y el clampeo tardío se asocia con una transición hemodinámica más suave (en un modelo de oveja prematura) 26. Un retraso en pinzar el cordón umbilical de 1 a 3 minutos también se asocia con aumento de la presión arterial sistémica y menor necesidad de soporte cardiovascular y transfusiones sanguíneas, como se demostró en la revisión sistemática de los efectos del clampeo tardío / transfusión placentaria 27.  Se acaba de publicar el RCT más extenso de clampeo tardío del cordón hasta la fecha (1.566 neonatos) 28 y un subconjunto más pequeño de este estudio tuvo monitorización cardiovascular avanzada y mediciones de la presión arterial 29 que no mostraron aumento en las tasas de hipotensión tratada en el brazo de clampeo precoz.

 

Ventilación a Presión positiva

 

Muchos recién nacidos prematuros están expuestos a soporte respiratorio con presión positiva en los primeros días postnatales, aunque se ha observado una reducción progresiva en el uso de ventilación mecánica, particularmente como tratamiento inicial de primera línea. Se utiliza a menudo Presión positiva al final de la espiración para disminuir la atelectasia que resulta del colapso de alvéolos inestables cuando falta surfactante, particularmente en prematuros más inmaduros.
 La función cardíaca puede verse afectada por una disminución en la precarga a partir de un retorno venoso sistémico o pulmonar reducido y / o  la compresión directa de las cámaras cardíacas que también causa un volumen sistólico disminuído o un aumento en la postcarga.

En estudios clínicos longitudinales de presión arterial y flujo sanguíneo, la presión media de vía aérea tiene una influencia negativa constante tanto sobre PAM como sobre flujo sanguíneo sistémico 22, 30-32. Los estudios clínicos más recientes no han logrado demostrar disminuciones clínicamente relevantes del flujo sanguíneo en el rango convencional de soporte de presión 33-35.

 

Ductus Arterioso persistente  

 

Los signos clásicos de DAP con aumento de presión del pulso y evidencia de escape diastólico han causado la percepción de que un DAP se asocia principalmente con una baja presión arterial diastólica. Sin embargo, varios estudios han sugerido que el DAP también se puede asociar con presión arterial baja tanto diastólica como sistólica. Por lo tanto, DAP es una de las posibles causas de hipotensión sistémica y la evaluación de DAP debe ser parte de la investigación de hipotensión en los primeros días de vida 36, 37. La evaluación clínica de un DAP en los primeros días postnatales es difícil y con frecuencia se requiere ecocardiografía para el diagnóstico precoz 38. Los signos clínicos de DAP que incluyen soplo sistólico, pulsos de alto volumen y un precordio hiperdinámico solo se vuelven fácilmente detectables después del día 3 de la vida posnatal 38. Este aumento del shunt de izquierda a derecha también puede causar aumento del shunt sistémico a pulmonar que puede manifestarse como reducción de presión arterial y / o del flujo sanguíneosistémico incluso en los primeros días de vida.

 

Evaluación del compromiso cardiovascular en el prematuro

 

La evaluación de la adecuación cardiovascular y, por lo tanto, la entrega de oxígeno tisular en el prematuro de MBPN es más desafío que en lactantes y adultos. La evaluación a menudo consiste en una evaluación principalmente clínica de la perfusión a través del tiempo de llene capilar (TLC) y diuresis y la documentación intermitente de la frecuencia cardíaca y presión arterial. El equilibrio ácido-base y la evidencia de acidosis láctica son complementos adicionales importantes para esta evaluación pero, a menos que los niveles séricos de lactato sean monitoreados en serie, monitorear los cambios en pH y déficit base puede ser engañoso debido al aumento de las pérdidas de bicarbonato a través de los riñones inmaduros. Además, estas medidas tienden a reflejar cambios cardiovasculares algunas horas previas más bien que en las circunstancias actuales.

 

Tiempo de llene capilar

 

El tiempo de llenado capilar (TLC) es un indicador ampliamente utilizado tanto del gasto cardíaco como de la resistencia periférica en adultos y niños mayores, así como tambien en  recién nacidos en los cuales se han documentado valores normales 39. Un estudio que investigó la relación entre una medida de Flujo sanguíneo sistémico y TLC en prematuros de MBPN mostró que el TLC ≥ 3 seg   tenía solo 55% de sensibilidad y 81% de especificidad para predecir bajo flujo sanguíneo sistémico. Sin embargo, un TLC notablemente aumentado de 4 seg o más se correlacionó más estrechamente con estados de flujo sanguíneo bajo 40.

 

Diuresis

 

La diuresis es útil en la evaluación del bienestar cardiovascular en el adulto; sin embargo, el túbulo renal inmaduro en neonatos de MBPN es ineficiente para concentrar la orina y, por lo tanto, tiene una capacidad deteriorada para ajustar apropiadamente la osmolalidad y el flujo de orina  en caso de osmolalidad sérica alta 41. Incluso si la tasa de filtración glomerular está marcadamente disminuída puede haber pocos cambios en la diuresis. La medición precisa de diuresis no es fácil en prematuros de MBPN, que requieren la recolección a través de un catéter urinario o a través de una bolsa de recolección, siendo ambas técnicas invasivas.


 Frecuencia cardíaca


Los prematuros generalmente tienen una frecuencia cardíaca basal más rápida y un miocardio inmaduro y un sistema nervioso autónomo tales que la respuesta cardiovascular a la hipovolemia es diferente a la de los niños mayores y adultos. Una frecuencia cardíaca ascendente es generalmente indicativa de hipovolemia en el adulto. El mecanismo se basa en un sistema nervioso autónomo maduro, con detección de volumen sanguíneo reducido y luego presión arterial a través de barorreceptores produciéndose subsiguientemente aumento en la frecuencia cardíaca en un intento de mantener el gasto cardíaco apropiado. La frecuencia cardíaca se ve afectada por muchas cosas en el período posnatal inmediato, por lo que no se puede confiar en ella como una evaluación precisa del estado cardiovascular.

 

Presión arterial

 

La presión arterial se puede medir de manera invasiva utilizando un catéter de arteria umbilical colocado en aorta descendente o un catéter arterial colocado en una arteria periférica tal como la arteria radial o tibial posterior. Existe una buena correlación entre la presión arterial obtenida a través de un catéter arterial periférico versus la obtenida a través de arteria umbilical 42. La concordancia entre las mediciones directas e indirectas (no invasivas) de presión arterial generalmente también es buena 43-48.

Sin embargo, la técnica no invasiva es más problemática en el recién nacido prematuro, ya que depende más de la elección del tamaño adecuado del manguito y no es continua 49, 50. Con el aumento en el uso del soporte respiratorio no invasivo incluso en los prematuros más pequeños, el acceso a la presión arterial invasiva se está volviendo menos común, lo que causa la necesidad de otras formas de evaluar la perfusión y adecuación cardiovascular. Existe una tendencia creciente a utilizar la medición de PA no invasiva en nuestra unidad ya que los riesgos percibidos de las líneas arteriales se equilibran con la incidencia decreciente de hipotensión incluso en los prematuros más pequeños.

 

Acidosis metabólica / Acidosis láctica  

 

Cuando el suministro de oxígeno a los órganos es menor que los requerimientos de oxígeno del órgano y los mecanismos compensatorios están completamente utilizados hay un cambio a metabolismo anaeróbico a nivel celular.  Dado que la función cardiovascular adecuada es una parte clave del aporte de oxígeno, la disminución del flujo sanguíneo sistémico puede causar aumento de los niveles séricos de lactato. Un valor de lactato combinado de más de 4 mmol con tiempo de llene capilar prolongado de más de 4 s predice un flujo sanguíneo sistémico bajo con 97% de especificidad 51.

Existen asociaciones entre los niveles elevados de lactato sérico y la gravedad y mortalidad de la enfermedad  en neonatos ventilados, específicamente en aquellos con síndrome de dificultad respiratoria 52-59.  El nivel de lactato normal es < 2.5 mmoL / L, y cuando el nivel de lactato sérico aumenta por encima de este umbral, hay un aumento en la mortalidad 57, 58.
 

Gasto cardíaco y Flujo sanguíneo sistémico

 

 El tamaño de los recién nacidos, particularmente aquellos de menos de 30 semanas de gestación, con la dificultad asociada de colocar catéteres intracardíacos, ha significado que el uso de mediciones hemodinámicas más invasivas tales como termodilución de arteria pulmonar y monitoreo de saturación venosa mixta de oxígeno no ha sido posible. Otro problema específico de los prematuros es la potencial inseguridad de la dilución del colorante y del método de termodilución en presencia de shunts intracardíacos a través del ductus arterioso y foramen oval. Los métodos no invasivos para medir el gasto cardíaco, particularmente el uso de ultrasonido Doppler, se han vuelto más populares, ayudado por mejoras en la resolución de la imagen y reducciones en el tamaño del transductor de ultrasonido. Los enfoques más recientes, como cardiometría eléctrica de impedancia, que permite evaluación continua latido a latido del gasto cardíaco, ahora están disponibles y pueden facilitar la recolección continua de gasto cardíaco para la toma de decisiones en tiempo real 60.
La PAM normal no significa gasto cardíaco normal del ventrículo izquierdo o flujo sanguíneo cerebral normal en recién nacidos prematuros, incluso en aquellos que tienen un ductus arterioso cerrado 22, 24, 61. Esta observación ha llevado al desarrollo de técnicas de ecocardiografía  bedside (al lado de la cama) dirigidas a medir el gasto cardíaco / flujo sanguíneo sistémico y evaluar la función del corazón así como también permitir la evaluación del tamaño de los shunts fetales 62.

La evaluación de FSS (flujo sanguíneo sistémico)  en el prematuro es problemática debido a la persistencia de los shunts fetales (FOP y DAP). El aumento del flujo sanguíneo a través del DAP (shunt ductal izquierda a derecha)  causa aumento de gasto cardíaco del ventrículo izquierdo dado que el débito de VI se mide en la válvula aórtica, antes de la conexión del DAP a la circulación sistémica. De manera similar, el shunt  de izquierda a derecha a través de un foramen oval permeable causa débito cardíaco aumentado de VD ya que el débito se mide en válvula pulmonar, después del punto donde el shunt de FOP se combina con el retorno venoso sistémico 15.

Por lo tanto, ni los débitos de VI ni del VD son verdaderamente representativos del flujo sanguíneo sistémico.  Para superar esta limitación, desarrollamos la medición del flujo de vena cava superior (VCS) que evalúa la entrada cardíaca y no se ve afectada por los shunts fetales 63.

El flujo sanguíneo bajo, medido a través del flujo de VCS o retorno de la sangre desde la parte superior del cuerpo hasta el corazón 63, se ve en hasta 35% de los prematuros de MBPN en las primeras 24 h. No todos estos prematuros tendrán hipotensión inicialmente, aunque muchos (hasta 80%) la desarrollarán 63. Estudios más recientes de incidencia de flujo bajo de VCS muestran una menor incidencia (18-21% de prematuros de extremo bajo peso de nacimiento) posiblemente reflejando cambios en la atención en sala de partos, manejo respiratorio y quizás el manejo de líquidos del neonato 29, 64, 65 . El flujo sanguíneo sistémico puede disminuir drásticamente en prematuros extremos durante las primeras horas después del parto y esta reducción en el flujo generalmente se asocia con un aumento en la resistencia vascular periférica / postcarga  19. Una proporción sustancial de estos prematuros inicialmente tendrá una presión sanguínea "normal" (es decir, están en "shock compensado"). La hipotensión también puede asociarse con un Flujo sanguíneo sistémico normal o incluso alto, como ocurre con frecuencia en el recién nacido prematuro con hipotensión persistente después de los primeros días postnatales o aquellos con sepsis "hiperdinámica" 66. Estos prematuros generalmente tienen baja resistencia vascular sistémica con vasodilatación periférica.
Conclusión

 

La evaluación y el tratamiento apropiados del recién nacido prematuro con insuficiencia cardiovascular o shock requieren que el clínico obtenga información adecuada sobre la etiología y los determinantes fisiológicos subyacentes de la afección. La evaluación por ecocardiografía puede proporcionar información sobre el tamaño y la dirección del shunt del ductus arterioso, función del miocardio y su llenado, así como tambien una medición transversal del gasto cardíaco. Esta información es valiosa para comprender la fisiología subyacente y para decidir sobre las estrategias de tratamiento para recién nacidos con inestabilidad y / o deterioro cardiovascular.

 

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