Conoscere le caratteristiche della circolazione durante la vita fetale ci aiuta a comprendere il normale funzionamento del cuore dopo la nascita. L’anatomia e l’emodinamica di alcune cardiopatie congenite complesse sono influenzate dalla circolazione sanguigna durante il periodo della vita fetale. Qui di seguito sintetizziamo le caratteristiche anatomiche e fisiopatologiche della circolazione fetale.
Note e caratteristiche della circolazione fetale:
- Le due circolazioni sistemica e polmonare sono essenzialmente in parallelo. In realtà con questo termine si intende che il sangue venoso di ritorno dal circolo sistemico viene pompato in aorta e ritorna di nuovo in atrio destro senza passare nei polmoni; il sangue ossigenato di ritorno dai polmoni viene inutilmente pompato nei polmoni senza passare per la periferia.
- Sono presenti tre sedi di shunts:
uno a livello intracardiaco : forame ovale
uno a livello venoso : dotto venoso
uno a livello arterioso : dotto arterioso
che permettono la sopravvivenza del feto essendo sedi di mescolamento del sangue ossigenato con quello non ossigenato.
- Le resistenze vascolari polmonari sono elevate.
- La gittata cardiaca è relativamente bassa.
Infatti solo il 60% della gittata cardiaca combinata dei due ventricoli è per l’organismo del feto, mentre il 40% è distribuito alla circolazione ombelico- placentare.
- La presenza della placenta, che funziona da polmone per lo scambio dei gas, da rene per gli scambi metabolici e dei liquidi, da sostituto della funzione gastrointestinale ed endocrina, gioca un ruolo determinante durante la vita fetale.
- Esiste una maggiore affinità dell’emoglobina fetale per l’ossigeno che compensa la bassa saturazione di O2 del feto.
Le caratteristiche della circolazione fetale devono essere tali da consentire una rapida esclusione della placenta al momento della nascita e l’inizio della ossigenazione polmonare. L’atrio destro è la cavità in cui si raccoglie il sangue venoso di ritorno sia della circolazione sistemica che di quella coronarica.
Percentualmente il riempimento atriale è determinato per circa il 3% dalla quota di sangue venoso che ritorna dal seno coronarico, mentre il resto dalla quota di sangue venoso sistemico convogliato dal sistema bicavale. In particolare il 29% è fornito dalla quota di sangue venoso sistemico che proviene dalla vena cava superiore.
Ricordiamo che questo sangue ha una PaO2 (pressione parziale di ossigeno) di circa 14 mmHg equivalente ad una saturazione di ossigeno di circa il 40%.
La quota di sangue che proviene dalla vena cava inferiore, invece, rappresenta il 68% del riempimento atriale e contiene il sangue venoso ombelicale che proviene dalla placenta, quello che proviene dalla parte inferiore del corpo ed il sangue venoso proveniente dalla vena porta.
All’atrio destro il sangue arriva o passando come di norma attraverso la via epatica o by-passando il fegato passando per il dotto venoso di Aranzio.
Durante lo sviluppo intrauterino il sangue carico di ossigeno è portato dalla placenta nella vena ombelicale: il canale che collega questa vena alla parte terminale della cava inferiore si chiama appunto dotto venoso.
Mentre poco si conosce dei meccanismi che regolano il drenaggio venoso al cuore attraverso queste due vie alternative, è invece certo che all’interno del lume cavale inferiore ci sono due colonne di sangue, che hanno una diversa saturazione di ossigeno e che mantengono una posizione distinta comportandosi come se fossero due flussi laminari separati.
Il tipo di sangue che all’interno del vaso occupa la posizione più laterale, è quello meno ossigenato ed è quello che arrivato nell’atrio destro si dirige preferenzialmente, passando attraverso la valvola tricuspide, nel ventricolo destro.
La quota di sangue più ossigenato invece, che occupa la parte centrale del flusso cavale, arrivato in atrio destro si dirige di preferenza verso l’atrio sinistro passando attraverso il forame ovale; da qui, passando attraverso la valvola mitrale arriva al ventricolo sinistro.
Questo speciale percorso ha lo scopo di assicurare alle coronarie ed al cervello sangue più ossigenato.
Il sangue venoso che non ha attraversato il forame ovale, dall’atrio destro cade nel ventricolo destro per essere poi spinto nel tronco dell’arteria polmonare.
Dal momento che durante la vita fetale i polmoni non sono espansi, le resistenze vascolari polmonari sono elevate e solamente l’8% del sangue arrivato nell’arteria polmonare passerà attraverso di essi.
Il restante 59%, con una saturazione più bassa di quella delle estremità superiori, passa più facilmente attraverso il dotto arterioso ed arriva così in aorta discendente per poi arrivare nella parte inferiore del corpo e nella placenta dove si ossigenerà.
Il 34 % del sangue, tra cui quello con saturazione maggiore, che abbiamo detto dall’atrio destro passa nel sinistro arriva poi nel ventricolo sinistro e da questo viene spinto in aorta per perfondere nella misura del 3% le coronarie, del 21% la testa e gli arti superiori.
Solamente il 10%, passando dall’arco aortico, arriva in aorta discendente per unirsi a quello proveniente dal dotto.
Peculiarità del cuore fetale:
- Nel feto, sia il flusso polmonare, per le alte resistenze polmonari, che lo scambio gassoso attraverso la placenta , sono ridotti.
- Poiché le fonti di ossigeno per la circolazione placentare ombelicale sono le vene uterine materne, il livello di O2 è basso.
- Le alte resistenze vascolari polmonari costringono il sangue a by-passare i polmoni e a dirigersi, attraversando il forame ovale ed il dotto arterioso, nelle strutture poste a sinistra
- I due ventricoli sono connessi essenzialmente in parallelo ed ambedue pompano sangue nel circolo sistemico.
- Lo shunt centrale ed i flussi laminari sono responsabili delle circolazioni in parallelo.
- Il ventricolo sinistro, rispetto al destro, pompa sangue molto più ossigenato (per il cervello ed il cuore).
- La pressione in arteria polmonare e la pressione sistemica sono equivalenti.
- Il postcarico ventricolare destro (*) è più basso di quello sinistro.
- Il miocardio fetale, rispetto a quello dell’adulto, è strutturalmente e funzionalmente immaturo.
- La riserva cardiaca rispetto all’adulto è ridotta.
(*)
Postcarico : questo termine viene usato per descrivere il carico che il muscolo cardiaco, in aggiunta al precarico, sopporta durante l’accorciamento; in altri termini rappresenta la forza che agisce sulle fibre muscolari della parete ventricolare durante la fase di eiezione.
Precarico: si intende con questo termine la quantità di sangue che distende il ventricolo immediatamente prima della contrazione.