sirkulasi janin dan organ penting
Post on 20-Oct-2015
53 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Sirkulasi Janin dan Organ Penting –
Putaran Baru untuk Kisah Lama
PENDAHULUAN
Pemeriksaan sistem kardiovaskular janin manusia merupakan kepentingan sentral terhadap
pemahaman perkembangan janin normal, serta terhadap evaluasi penyakit janin. Untuk waktu
yang lama, sirkulasi janin manusia dieksplorasi terutama pada sisi arteri dan diinterpretasikan
berdasarkan data percobaan hewan. Dengan perluasan yang lebih baru dari teknik pemeriksaan
ke dalam sistem vena dan penggabungan pengukuran volume aliran darah, beberapa konsep
tradisional mengenai fungsi paralel sirkulasi janin dapat ditentang. Meskipun sirkulasi janin
berfungsi sebagai saluran paralel untuk aliran darah dengan berbagai kandungan nutrisinya,
partisi dari fluks nutrien di antara empat organ kardinal (hati, jantung, otak dan plasenta) terjadi
berurutan. Dimensi serial dari sirkulasi janin ini paling dihargai ketika meninjau anatomi
fungsionalnya, dinamika shunt primer dan watershed areas, dan adaptasi yang telah
didokumentasikan dalam kesehatan dan penyakit janin.
Fungsi serial dari sirkulasi janin
Darah dengan konsentrasi oksigen dan substrat tertinggi memasuki janin melalui vena
umbilikalis dan mencapai hati sebagai organ mayor pertama. Duktus venosus adalah shunt
pertama yang menentukan distribusi nutrisi yang proporsional antara hati dan sirkulasi sentral.
Watershed area yang terkait dengan shunt duktus adalah vena porta kiri, di mana darah vena
umbilikalis yang mengalir ke hati berhubungan dengan darah porta yang terdeplesi yang
mengaliri sirkulasi splanchnic1.
Hati adalah organ utama berikutnya yang menerima aliran darah dengan berbagai
kandungan nutrisi dari berbagai sumber. Di antara aliran atrium kanan, duktus venosus dan vena
hepatika sinistra membawa darah yang lebih tinggi kandungan nutrisinya daripada aliran vena
lainnya (vena kava inferior dan superior, vena hepatika kanan dan media dan sinus koronarius).
Di sisi kiri, vena pulmonalis mengembalikan darah yang terdeplesi ke atrium kiri. Foramen ovale
adalah partisi shunt kedua aliran darah yang masuk. Karena arah dan kecepatan yang berbeda,
posisi dari crista dividen dan katup foramen ovale, darah jenuh dari duktus venosus mencapai
ventrikel kiri secara khusus, sementara darah yang relatif berkurang memasuki ventrikel kanan.
Aorta preduktal memberikan darah kaya nutrisi ke miokardium dan otak (melalui
sirkulasi brakiosefalika), sedangkan darah yang kurang jenuh dari ventrikel kanan mencapai
paru-paru dan duktus arteriosus. Duktus arteriosus berfungsi sebagai saluran yang menyatukan
kedua aliran darah melalui insersinya ke distal aorta ke arteri subklavia kiri. Isthmus aorta adalah
watershed area terkait di mana shunting di antara aliran darah yang berasal dari ventrikel kiri
dan kanan terjadi. Aliran hilir dari duktus arteriosus, aorta desenden membawa darah dengan
kandungan gizi yang dihasilkan dari campuran kedua aliran darah.
Arteri umbilikalis menyediakan shunt keempat di mana darah yang terdeplesi disalurkan
ke plasenta untuk pertukaran gas, nutrisi dan cairan (Gambar 1).
Dinamika shunt janin
Duktus venosus
Dinamika shunt duktus venosus mempengaruhi sirkulasi janin dalam beberapa cara. Semakin
kecil diameter duktus venosus dalam kaitannya dengan vena umbilikalis dan bentuk terompetnya
mencapai percepatan aliran darah yang signifikan, sehingga pengiriman darah keluar melawan
gradien tekanan jantung dapat dicapai. Pembentukan aliran kecepatan tinggi ini sangat penting
untuk mencapai pemisahan intrakardiak dari aliran darah, dan demikian juga mempengaruhi
partisi aliran darah hilir pada tingkat foramen ovale. Perubahan diameter duktus venosus, dengan
mekanisme yang belum terdefinisi, mengatur partisi darah vena umbilikalis di antara hati dan
jantung: dilatasi menghasilkan pengalihan yang lebih besar ke jantung, sementara konstriksi
lebih banyak menyalurkan darah menuju hati. Pengiriman keseluruhan darah ke jantung
diimbangi oleh kemampuan jantung untuk mengakomodasi aliran balik vena. Ini pada gilirannya
tergantung pada compliance jantung, kontraktilitas dan afterload. Pada janin manusia, fraksi
shunting duktus venosus menurun seiring dengan kemajuan kehamilan. Pada kehamilan 18-20
minggu, hingga 32% dari darah vena umbilikalis melewati hati. Mendekati aterm, 18-25% dari
shunt aliran vena umbilikalis melalui duktus venosus untuk mencapai atrium kanan dalam aliran
kecepatan tinggi, sementara 55% mencapai lobus hepatika kiri dominan dan 20% lobus hepatika
kanan2,3. Pada saat yang sama, peningkatan efisiensi dari fungsi jantung tercermin dari penurunan
progresif dalam indeks Doppler vena dengan kemajuan kehamilan4. Karena kapasitasnya untuk
perubahan dinamika duktus venosus berperilaku secara fungsional seperti pembuluh darah arteri.
Foramen ovale
Shunting melalui foramen ovale sangat penting untuk pengiriman darah yang kaya ke
miokardium dan otak. Dinamika shunt dipengaruhi oleh aliran dari darah yang datang dari
duktus venosus dan resistensi aliran darah hilir dari ventrikel kanan dan kiri. Afterload ventrikel
kanan ditentukan terutama oleh arteri pulmonalis, duktus arteriosus, sirkulasi subdiafragmatika
dan plasenta, sementara afterload ventrikel kiri tergantung terutama pada impedansi
brakiosefalika dan koroner. In utero, ventrikel kanan menerima proporsi yang lebih besar dari
aliran balik vena, dan juga memberikan kontribusi kepada proporsi yang lebih besar dari
kombinasi cardiac output (biasanya 60%). Sebelas persen dari cardiac output didistribusikan ke
paru-paru dan 46% mencapai duktus arteriosus. Pada trimester kedua, foramen ovale
mentransmisikan sekitar 33% dari kombinasi cardiac output ke sisi kiri dan memberikan
kontribusi sebesar 76% pada pengisian ventrikel kiri5. Dengan kemajuan kehamilan, shunting
kanan-ke-kiri ini dalam foramen ovale menurun sebesar 45% karena peningkatan aliran darah
paru yang sesuai. Oleh karena itu, foramen ovale hanya memberikan kontribusi sebesar 50%
pada pengisian ventrikel kiri dengan usia kehamilan 30 minggu. Kemajuan kehamilan oleh
karena itu terkait dengan peningkatan pengalihan cardiac output ke paru-paru, dengan
peningkatan bersama dari aliran balik vena pulmonalis ke atrium kiri6.
Isthmus aorta
Meskipun duktus arteriosus secara tradisional digambarkan sebagai shunt antara output ventrikel
kanan dan kiri, aorta isthmus di mana shunting ini terjadi7. Karena terletak di antara arteri
subklavia kiri dan insersi aorta dari duktus arteriosus, arah aliran darah diastolik dalam isthmus
aorta ditentukan oleh hubungan antara impedansi vaskular dalam sirkulasi subdiafragmatika dan
brakiosefalika. Jika resistensi aliran darah dalam sirkulasi subdiafragmatika lebih rendah
dibandingkan dalam sirkulasi brakiosefalika, aliran darah maju di sepanjang siklus jantung. Jika
sebaliknya terjadi, aliran darah diastolik dalam aorta isthmus dapat berbalik. Dengan penurunan
fisiologis dalam resistensi aliran darah brakiosefalika dengan bertambahnya usia kehamilan,
pembalikan diastolik dini atau aliran isthmus aorta dapat diamati dari usia kehamilan 25 minggu
hingga selanjutnya. Sementara pola ini menjadi lebih bermakna mendekati aterm, aliran bersih
(aliran maju sistolik / pembalikan diastolik) selalu antegrade dalam kondisi fisiologis. Oleh
karena itu, kemajuan kehamilan dikaitkan dengan peningkatan berturut-turut dalan shunt kanan-
ke-kiri pada tingkat ini.
Arteri umbilikalis
Arteri umbilikalis adalah satu-satunya sarana dimana darah yang terdeplesi yang berasal dari
janin dapat mencapai plasenta. Kontrol hubungan vaskular yang mendasar ini, jika ada, belum
menjadi fokus utama penelitian. Partisi aliran darah pada tingkat ini dapat diubah oleh perubahan
resistensi aliran darah di plasenta dan sirkulasi janin dalam pelvis dan ekstremitas bawah.
Biasanya, resistensi aliran darah yang rendah dalam arteri umbilikalis menyebabkan partisi aliran
darah menuju plasenta. Peningkatan resistensi aliran darah dalam arteri tungkai akan
meningkatkan pengalihan aliran darah ini ke plasenta, sedangkan peningkatan resistensi aliran
darah plasenta akan memiliki efek sebaliknya.
Penyesuaian sirkulasi janin dengan kemajuan kehamilan
Selama perkembangan janin normal, distribusi darah kaya nutrisi dari plasenta mengikuti
pola yang khas. Awalnya, proporsi darah yang lebih besar melewati hati. Hal ini terjadi pada saat
kecepatan pertumbuhan plasenta janin mendahului pertumbuhan eksponensial8. Ketika
pertumbuhan janin mengalami percepatan, pengalihan hepatika dari nutrisi meningkat dan telah
diusulkan bahwa peningkatan “dominasi hepatika” mungkin berperan dalam regulasi
pertumbuhan janin. Pada tingkat jantung kontribusi darah vena yang kaya nutrisi pada pengisian
ventrikel kiri melalui foramen ovale menurun dengan peningkatan aliran darah paru dan aliran
balik vena. Pada saat yang sama, shunting diastolik progresif terhadap sirkulasi brakiosefalika
diamati pada isthmus aorta. Pada tingkat arteri umbilikalis, penurunan progresif dalam resistensi
aliran darah plasenta mempertahankan perfusi menuju plasenta. Penilaian dinamika distribusi
menjadi paling relevan dalam kondisi di mana suplai nutrisi janin terbatas.
Redistribusi dalam sirkulasi janin
Redistribusi didefinisikan sebagai pergeseran kontribusi proporsional dari ventrikel saja menuju
cardiac output total 10. Ketika kontribusi relatif dari ventrikel kiri meningkat, proporsi yang lebih
tinggi dari darah kaya nutrisi disalurkan menuju miokardium dan tubuh bagian atas dan otak
melalui sirkulasi brakiosefalika. Konsep ini merupakan penyederhanaan yang berlebihan.
Pertama, distribusi fisiologis nutrisi dari plasenta menempatkan organ penting dalam urutan
serial (hati, miokardium, otak dan plasenta). Kedua, partisi nutrisi juga terjadi pada tingkat
beruntun dalam sirkulasi (duktus venosus, foramen ovale, isthmus aorta, arteri umbilikalis).
Akhirnya, organ penting individu memberikan peran yang berbeda pada janin manusia dan
penyesuaian otoregulasi perfusi organ telah dilaporkan untuk hati11, jantung12, dan otak13, dan
dipostulasikan untuk plasenta14. Efek organ-sparing ini juga terjadi secara berurutan dengan
bertambahnya gangguan janin. Oleh karena tampaknya layak untuk mempertimbangkan sirkulasi
janin sebagai unit serial yang membedakan antara redistribusi vena, redistribusi arteri dan
efek organ-sparing.
Redistribusi Vena
Dinamika shunt pada duktus venosussistem vena porta kiri respon terhadap kandungan nutrisi
vena umbilikalis, penurunan volume aliran vena umbilikalis dan peningkatan yang bermakna
dalam resistensi aliran darah plasenta15-18. Pola makan ibu yang tidak seimbang pada wanita
dengan kandungan lemak tubuh yang rendah dikaitkan dengan penurunan diameter duktus
venosus dan peningkatan pengalihan vena umbilikalis ke hati. Di sisi lain, penurunan volume
aliran vena umbilikalis menghasilkan dilatasi duktus dan peningkatan pengalihan vena
umbilikalis, menjaga kontribusi keseluruhan duktus venosus ke jantung. Mekanisme yang tepat
yang mengatur penyesuaian dalam diameter duktus venosus masih diteliti19. Dengan
meningkatnya shunting duktus venosus ke jantung, pembalikan aliran yang bermakna dalam
vena porta kiri menuju duktus venosus dapat diamati. Hal ini menunjukkan bahwa duktus
venosus mungkin menerima campuran berbagai darah splanikus yang terdeplesi karena shunting
porta kiri.
Singkatnya, redistribusi vena berpotensi mempengaruhi suplai nutrisi semua organ hilir.
Jika pengalihan ke hati meningkat, kontribusi duktus venosus dari darah kaya nutrisi ke ventrikel
kiri menurun. Jika pengalihan menuju jantung meningkat, volume aliran dapat dipertahankan,
atau meningkat. Proporsi shunting porta terhadap duktus berpotensi mengubah kandungan nutrisi
aliran darah ini. Penilaian redistribusi vena oleh karena itu bisa membuktikan kepentingan dalam
penelitian pemrograman janin dan untuk memperbaiki penilaian redistribusi arteri kami.
Redistribusi Arteri
Redistribusi arteri terjadi pada tingkat foramen ovale dan isthmus aorta. Peningkatan resistensi
pembuluh darah paru, seperti yang dapat diamati dalam restriksi pertumbuhan janin20,
peningkatan shunting kanan-ke-kiri intrakardiak melalui foramen ovale ke ventrikel kiri. Oleh
karena itu, ada peningkatan kontribusi darah dengan kandungan nutrisi yang lebih tinggi dari
duktus venosus ke pengisian ventrikel kiri. Peningkatan resistensi aliran darah dalam
vascular bed subdiafragmatika dan plasenta atau penurunan dalam impedansi brakiosefalika
berdampak pada tingkat jantung dan isthmus aorta. Peningkatan relatif dalam afterload ventrikel
kanan mempromosikan shunting kanan ke kiri melalui foramen ovale. Pada isthmus aorta,
pembalikan aliran darah diastolik menunjukkan peningkatan pengalihan darah diastolik yang
berasal dari ventrikel kanan menuju sirkulasi brakiosefalika. Efek keseluruhan dari penyesuaian
sentral dalam shunting bersifat aditif. Peningkatan relatif output ventrikel kiri meningkatkan
perfusi miokardium dan brakiosefalika, sedangkan shunting isthmus aorta menambah pengalihan
sefalik dari darah selama kecepatan maju aliran bersih sistolik dan diastolik adalah ke depan21.
Ketika aliran bersih dalam isthmus aorta menjadi retrograd, pergeseran sentral cardiac output
menuju ventrikel kiri tidak lagi diamati. Telah disarankan bahwa kandungan nutrisi dan oksigen
ventrikel kiri turun dalam situasi seperti ini, ini didukung oleh peningkatan risiko untuk
perkembangan saraf anak yang merugikan pada janin yang menunjukkan pembalikan aliran
darah bersih isthmus aorta22. Distal dari pertemuan dari duktus arteriosus dan aorta, perfusi yang
berkelanjutan dari plasenta sangat penting untuk mempertahankan pertukaran nutrisi yang
memadai. Peningkatan bermakna dalam resistensi aliran darah di pelvis dan ekstremitas bawah
menyebabkan pengalihan aliran darah menuju pembuluh darah umbilikalis. Mekanisme ini
mungkin berperan dalam mempertahankan perfusi plasenta pada insufisiensi plasenta berat.
Redistribusi vena dan arteri hanya dapat efektif selama fungsi pompa jantung yang
memadai dapat dipertahankan. Dalam insufisiensi plasenta berat dengan peningkatan bermakna
dalam afterload plasenta dan / atau disfungsi miokard, tekanan vena sentral menjadi meningkat
karena fungsi pemompaan jantung menurun24. Transmisi retrograd yang difasilitasi dari atrial
pressure pulse melalui dilatasi duktus venosus, dengan penurunan berikutnya dalam gelombang
a, diamati dalam situasi seperti ini. Kontribusi duktus venosus pada pengisian ventrikel kiri dapat
menurunkan kondisi ini. Pada sisi sirkulasi arteri, fungsi pompa jantung mungkin menjadi tidak
cukup untuk mempertahankan aliran bersih antegrad pada isthmus aorta. Dalam keadaan ini,
shunting kanan-ke-kiri intrakardial menjadi tidak efisien dan redistribusi arteri tidak terjadi. Efek
organ-sparing individu oleh karena itu akan terjadi setiap saat ketika perfusi organ tidak cukup.
Efek organ-sparing
Penyesuaian otoregulasi vaskular lokal yang mengendalikan perfusi organ yaitu tiga jenis utama.
Jenis pertama bertindak sinergis dengan redistribusi vena dan arteri untuk meningkatkan aliran
darah organ. Tipe kedua melawan “organ-steal effect” yang mungkin terjadi sebagai akibat dari
redistribusi. Jenis ketiga adalah redistribusi yang relatif independen, karena vascular bed yang
memasok organ distal terhadao duktus arteriosus dan oleh karena itu sedikit terpengaruh oleh
redistribusi. Dari efek organ-sparing lokal, sparing otak yang paling lama diakui dalam janin
manusia, sementara sparing jantung, hati dan adrenal lebih dijelaskan baru-baru ini.
Sparing jantung dan otak bertindak sinergis dengan redistribusi vena dan arteri
Jantung adalah kekuatan pendorong dari sirkulasi janin dan juga memiliki peran metabolisme
yang unik, karena miokardium dapat memetabolisme laktat dan dapat menghilangkan hingga
80% sirkulasi laktat dalam kondisi tertentu. Otak memiliki kapasitas metabolisme yang sama,
karena dapat mengalihkan sumber bahan bakar utama dari glukosa menjadi badan keton, yang
menguntungkan selama kelaparan janin. Kedua organ ini mendapatkan suplai darah mereka dari
ventrikel kiri. Redistribusi vena ke jantung dan redistribusi arteri melalui foramen ovale dan
isthmus aorta menyebabkan peningkatan pengalihan darah menuju organ-organ ini. Vasodilatasi
pada tingkat organ bertindak secara sinergis untuk meningkatkan aliran darah organ.
Sparing jantung mungkin akut, kronis, atau acute-on-chronic. Vasodilatasi koroner akut
dalam merespon iskemia miokard dapat merekrut cadangan aliran miokard sekitar empat kali
dari aliran basal. Sparing jantung kronis terutama disebabkan oleh redistribusi. Sparing jantung
acute-on-chronic terjadi dengan kerusakan kardiovaskular lanjut. Karena hipoksia kronis
menginduksi angiogenesis koroner, augmentasi besar-besaran dari aliran darah koroner (hingga
12 kali lipat lebih besar dari laju aliran basal) dapat dipicu jika hipoksia miokard akut terjadi.
Sparing otak akibat vasodilatasi serebral menghasilkan penurunan indeks Doppler.
Namun, perubahan Doppler yang sama diamati dengan perkembangan hipertensi janin.
Pemeriksaan bersamaan dari isthmus aorta dapat membantu untuk memperbaiki penilaian
perubahan Doppler arteri serebri.
Sparing hati dipicu oleh “hepatic steal” karena redistribusi vena yang berlebihan
Hati adalah unik karena mendapatkan suplai darah dari sumber vena dan arteri. Sumber ini
termasuk vena umbilikalis, sistem porta splanknikus dan arteri hepatika. Dalam redistribusi vena
yang berkepanjangan, pengalihan darah vena umbilikalis dari hati menyebabkan keadaan
insufisiensi hati kronis. Ketika insufisiensi plasenta memburuk lebih lanjut dan pasokan dasar
arteri tidak mencukupi, vasodilatasi arteri hepatika terjadi untuk merekrut cadangan aliran darah
hepar tambahan dari sirkulasi arteri. Keadaan vaskular ini biasanya terkait dengan disfungsi hati
pada janin dan gangguan bermakna dalam kesimbangan asam-basa. Sparing hati oleh karena itu
unik, karena, tidak seperti sparing otak dan jantung, tidak bertindak secara sinergis dengan
redistribusi vena dan arteri.
Sparing adrenal kurang bergantung pada redistribusi
Karena suplai darah ke kelenjar adrenal terjadi setelah pertemuan duktus arteriosus dan aorta,
redistribusi harus memiliki dampak yang kecil pada keseluruhan perfusi adrenal. Oleh karena itu
lebih mungkin bahwa augmentasi aliran darah pada organ ini disebabkan terutama oleh
autoregulasi lokal.
Pengalaman dari model domba
Sebelum pengamatan dilakukan dalam model hewan semakin digantikan oleh data manusia.
Namun, karena kemampuan kita untuk penilaian secara simultan dari beberapa vascular bed
janin terbatas, kita masih harus mengandalkan data percobaan hewan. Pengalaman dari model
domba memverifikasi bahwa penurunan pengiriman oksigen melalui vena umbilikalis
menyebabkan peningkatan pengalihan output jantung ke otak, jantung dan kelenjar adrenal
dengan mengorbankan carcass, kulit dan kulit kepala. Hal ini dicapai melalui redistribusi vena
dan arteri seperti yang dijelaskan di atas, dan mekanisme otoregulasi yang paling mungkin belum
dievaluasi secara bersamaan. Dalam kondisi ini, aliran darah arteri adrenal bertambah hampir
300%, sementara peningkatan aliran darah miokard dan otak sebesar masing-masing 120% dan
80%.
Kesimpulan
Antara hati janin dan insersi duktus ke dalam aorta, sirkulasi janin terdiri dari serangkaian shunt
yang mencapai partisi yang beruntun dari aliran darah dengan kandungan nutrisi yang berbeda.
Partisi aktif dari darah kaya nutrisi vena umbilikalis oleh duktus venosus mempengaruhi
distribusi nutrisi hilir global. Shunting pasif melalui foramen ovale dan isthmus aorta secara
dominan mempengaruhi partisi nutrisi di antara jantung, otak dan paru-paru. Berbeda dengan
sisi vena dari sirkulasi, distribusi arteri terutama berlebihan karena efek yang berbeda dari
afterload pada shunting foramen ovale dan isthmus aorta. Penyimpangan dari status fisiologis
dapat menyebabkan redistribusi vena dan arteri. Sparing jantung dan otak bertindak sinergis
dengan redistribusi untuk meningkatkan aliran organ. Sebaliknya, sparing hati terjadi saat
redistribusi vena yang berlebihan membahayakan pasokan hati. Di luar duktus arteriosus,
penyesuaian aliran organ mungkin tidak terlalu tergantung pada redistribusi, bergantung pada
otoregulasi organ untuk merekrut cadangan aliran darah.
top related