Děložní cirkulace je mimořádně citlivá na stimulaci estrogeny a reaguje takovým stupněm vazodilatace, který nemá obdoby u žádného jiného tělesného orgánu na žádný jiný podnět.2 Během ovariálního cyklu dochází k opakovaným vzorcům UBF, které odrážejí účinek sekrece estrogenů a modulační účinky progesteronu. Tyto cyklické vzorce se nejdramatičtěji projevují u zvířat s krátkými fázemi preovulačního cyklu, jako jsou kráva, prasnice a ovce, a jsou znázorněny na obrázku 1 s periferními hladinami estrogenu a progesteronu.3, 4, 5 Po početí u těchto druhů jsou vzorce UBF podobné jako u nebřezích zvířat, dokud nedojde k propojení mateřských a fetálních tkání o 17 až 28 dní později; poté dochází k definitivnímu a postupnému nárůstu UBF, který pokračuje až do termínu těhotenství. Vzhledem k tomu, že k erozi endometria trofoblastem plodu dochází u primátů mnohem dříve po početí, lze předpokládat, že UBF se u těchto druhů zvyšuje dříve, ačkoli takové reakce nebyly nikdy pozorovány. Celkové vzorce celkové UBF, UBF na jednotku hmotnosti dělohy a jejího obsahu, podíl UBF zásobující placentu a hmotnost plodu v průběhu ovčího těhotenství jsou znázorněny na obrázku 2. Období mezi 17. a 70. dnem březosti je spojeno s nejrychlejšími změnami UBF a PBF a odpovídá době definitivní placentace u tohoto druhu. Na základě neúplně objasněných mechanismů se v tomto období postupně rozšiřují cévy zásobující placentu, což současně způsobuje absolutní nárůst celkové UBF a přesun této krve z neplacentárních do placentárních tkání.* S následným dozráváním placenty se zvyšuje podíl UBF zásobující placentu a absolutní množství PBF, ale rychlostí podobnou růstu plodu; v poslední polovině těhotenství je tedy UBF na jednotku hmotnosti dělohy a jejího obsahu v podstatě konstantní. Během téže doby je množství kyslíku extrahovaného z každého mililitru krve konstantní, a proto je konstantní i množství kyslíku dodaného na danou hmotnost gravidní dělohy.6 Korelační studie u žen ukazují podobné homeostatické vzorce od 10. do 40. týdne těhotenství a podobnou spotřebu kyslíku (přibližně 10 ml/kg).7 Protože ženy dodávají stejné množství kyslíku při nižších rychlostech UBF než ovce (~150 oproti ~270 ml/kg), vyplývá z toho, že lidská placenta je v tomto ohledu efektivnější. U plodů s podobnou hmotností je tedy zapotřebí méně absolutní UBF a zátěž těhotenství na srdce se snižuje.
Obr. 1. V případě, že se jedná o plod s podobnou hmotností, je zapotřebí méně absolutní UBF a zátěž těhotenství na srdce se snižuje. Vzorec jednostranného děložního průtoku krve během ovčího estrálního cyklu zobrazený s uváděnými sérovými hladinami estrogenů a progesteronu (převzato z Greiss FC, Jr, Anderson SG: Am J Obstet Gynecol 103:629, 1969; Yuthasastrakosol P et al: J Reprod Fertil 43:57, 1975.)
Obr. 2. Děložní průtok krve během ovčího estrálního cyklu. Podélné vzorce děložního krevního průtoku a jeho distribuce během ovčího těhotenství.
Změny PBF se uskutečňují stále se zvyšující vazodilatací cév zásobujících placentu v průběhu těhotenství. V daném okamžiku během druhého a třetího trimestru však v podstatě nemůže dojít k další akutní vazodilataci těchto cév. Proto musí k udržení konstantní dodávky kyslíku během epizod snížené PBF docházet ke zvýšené extrakci kyslíku (obr. 3). Na základě uváděných údajů se zdá, že hranice zvýšené extrakce je dvojí. PBF se tedy musí snížit o více než 50 %, než dojde ke snížení dodávky kyslíku. Tyto úvahy předpokládají, že rychlost homeostatické PBF byla před snížením průtoku optimální. Víme však, že homeostatická úroveň může být suboptimální buď subakutně, jako při toxemii, nebo chronicky, jako při nefropatiích. V takových případech se snižuje bezpečnostní faktor, tj. procento, o které lze PBF snížit, než dojde k ohrožení dodávky kyslíku. To je třeba vzít v úvahu vždy, když se hodnotí účinek akutního podnětu na plod.
Obr. 3. Vliv akutního podnětu na plod. Změny děložní arteriovenózní extrakce kyslíku – (A-V)02 – v reakci na snížení děložního průtoku krve během druhé poloviny ovčí březosti. Vzhledem k tomu, že (A-V)02 lze zdvojnásobit, bude se děložní dodávka 02 udržovat na homeostatické úrovni, dokud se děložní průtok krve nesníží o více než 50 %. Zřetelné, proužkované a lemované oblasti označují hypotetické stupně fetální rezervy, pokud jsou definovány jako funkce optimálního průtoku krve placentou, a používají se k označení podobných úrovní fetální rezervy na dalších obrázcích. (Převzato z Huckabee WE, Metcalfe J, Prystowsky H et al: Blood flow and oxygen consumption of the pregnant uterus. Physiol 200:274, 1961.)
* U člověka a subhumánních primátů ztrácejí spirální arterioly, které budou zásobovat intervilózní prostor (přibližně jedna na každý placentární list), svá kapilární spojení a rozšiřují se asi desetkrát v důsledku nahrazení cévních stěn trofoblastem. Tento proces se může rozšířit až k myoendometriálnímu spojení nebo pod něj, čímž se spirální arterioly doslova změní na spirální tepny. Krev proudící těmito pozměněnými cévami do intervilózního prostoru tvoří PBF.
U ovcí jsou v netěhotném stavu přítomny četné diskrétní oblasti endometria zvané karunky. Během těhotenství dochází k prolínání tkání plodu a matky v těchto karunkulách, které se zvětšují a stávají se z nich jednotlivé placentární listeny. Krev proudící do těchto oblastí tvoří dohromady PBF. Přestože se arteriální cévy kotyledonů výrazně rozšíří, neobsahují žádné trofoblastické elementy, přenos krve mezi matkou a plodem probíhá prostřednictvím kapilárně-kapilárního rozhraní a není přítomen žádný intervilózní prostor.
Dynamické reakce děložní cirkulace
Cévy netěhotné dělohy reagují podobně jako cévy kteréhokoli jiného svalového orgánu s výjimkou jejich jedinečné reaktivity na estrogenní stimulaci, jejich reakce na lokální anestetika a případně jejich reakce na prostaglandiny (tabulka 1). Během těhotenství se cévy zásobující placentu postupně rozšiřují a dosahují stavu, kdy může dojít k minimální nebo žádné další akutní dilataci.24 Proto jsou podněty, které vyvolávají vazodilataci v netěhotné děloze, po definitivní placentaci neúčinné. Placentární cévy si však zachovávají schopnost vazokonstrikce jako v netěhotném stavu. Vzhledem k tomu, že PBF tvoří přibližně 80 % až 90 % celkové UBF v termínu těhotenství, budou se celkové děložní cévní reakce jevit jako reakce placentárních cév. Tento bod je často nesprávně interpretován a je třeba si uvědomit, že odpovědi neplacentárních cév jsou stejné bez ohledu na to, zda je těhotenství přítomno, nebo ne.
Tabulka 1. Reakce netěhotných děložních cév*
Vazokonstrikce |
Vazodilatace |
α-.Adrenergní stimulace |
β-Adrenergní stimulace |
(dopamin, epinefrin, |
(isoproterenol, epinefrin)8,9,16 |
norepinefrin)8,9,10 |
Acetylcholin a parasympatomimetika23 |
Sympatomimetika látky11 |
Adenosiny17 |
(vazopresory) |
Bradykinin17,18 |
Hypoxémie(těžká)12 |
Cyanid19 |
Lokální anestetika |
Estrogenní látky |
(intraarteriální podání)13,14 |
(opožděný, ale prodloužený účinek)2 |
Nikotin |
Glukosamin |
(α-adrenergní mediace)15 |
(? osmotický účinek)21 |
Hypoxémie (mírná)12 |
|
Ischémie19 |
|
Nitroglycerin19 |
|
Prostaglandiny E1, E2 a I18,22 |
|
Vazoaktivní střevní polypeptid20 |
* Výrazné rozšíření cév zásobujících placentu a převažující distribuce děložního krevního toku do placenty obliterují gravidní reakce; proto jsou účinky vazodilatačních podnětů během těhotenství sporné. Při testování jsou mimotěhotenské cévní odpovědi podobné netěhotenským reakcím.
Hemociální struktura lidské placenty přidává jedinečný faktor k těm, které normálně řídí průtok krve v jiných cévních řečištích. To znamená, že krev prochází spirálními arteriemi, aby vstoupila do bažinatého intervilózního prostoru, perfunduje fetální klky a poté se vrací do celkového oběhu mnoha sběrnými žilami v bazální ploténce. Ve skutečnosti krev opouští normální cévní kanály a po dobu těhotenství cirkuluje v novém extravaskulárním prostoru naroubovaném na dělohu. Vzhledem k tomu, že intervilózní prostor leží uvnitř dutiny děložní a že placenta je pružná struktura, přenáší se tlak vyvolaný kontrakcí myometria stejnou měrou do amniové dutiny i do intervilózního prostoru. Tedy faktor mimo obvyklou cévní kontrolu, aktivita myometria, může měnit tlak v intervilózním prostoru a ovlivňovat PBF svými účinky na perfuzní tlak. Schematické znázornění průtoku krve do neplacentárních tkání a do jednoho listenu je uvedeno na obrázku 4 spolu se vzorci, které se vztahují k jejich řízení. Je třeba poznamenat, že tyto vzorce jsou pouze aplikací Ohmova zákona na tyto jednotlivé kardiovaskulární situace.
Obr. 4. Neplacentární a placentární cirkulace a faktory ovlivňující každou z nich v děloze primátů. Vztah mezi těmito faktory a distribučním průtokem krve je definován v přiložené rovnici. UABP – děložní arteriální krevní tlak; UVBP – děložní venózní krevní tlak; Re – vnější cévní rezistence; RiN-PL a RiPL – vnitřní cévní rezistence způsobená reaktivitou neplacentárních, resp. placentárních arteriol.(Z Greiss FC, Jr: MCV/Q, 8:52, 1972.)
Perfuzní tlak dodávající krev do neplacentárních tkání je rozdíl mezi arteriálním a venózním tlakem děložní krve. Perfuzní tlak dodávající krev do intervilózního prostoru je však rozdíl mezi arteriálním tlakem krve v děloze a tlakem v intervilózním prostoru. Ten se nejlépe aproximuje pomocí tlaku plodové vody (IUP). Ve svalovém orgánu budou faktory odporu zahrnovat odpor způsobený reaktivitou hladké svaloviny cév, neboli vnitřní odpor (Ri), a stlačení, kterému jsou vystaveny cévy při průchodu kontrahujícím se myometriem, neboli vnější odpor (Re). Mělo by tedy být zřejmé, že děložní kontrakce mohou ovlivnit PBF dvěma mechanismy: zvýšením Re a snížením placentárního perfuzního tlaku.
V klinické praxi jsou důležité tři hlavní charakteristiky placentární cévní kontroly. Patří k nim vztah mezi perfuzním tlakem a průtokem, reakce spirálních arterií na vazoaktivní podněty a účinky myometriálních kontrakcí. Kromě toho je třeba ocenit jedinečné účinky lokálních anestetik.
Vztah mezi tlakem a průtokem
Pokud pozorujeme změny UBF sekundárně ke snížení perfuzního tlaku během klidu myomu a síní, lze vytvořit přímkový vztah se sklonem jedna (obr. 5). To odráží široce dilatovanou povahu placentárního cévního řečiště a naznačuje, že PBF bude klesat téměř ve stejném poměru jako pokles perfuzního tlaku. Vzhledem k tomu, že děložní žilní tlak je za většiny okolností poměrně konstantní, lze k aproximaci změn PBF použít změny systémového krevního tlaku (MBP). To znamená, že 25% pokles středního arteriálního tlaku by měl způsobit 25% pokles PBF. Taková měření by však měla být prováděna v laterální dekubitální poloze, protože bylo prokázáno, že samotný tlak gravidní dělohy na aortu snižuje krevní tlak v pánevní oblasti pod hodnotu pozorovanou v brachiální arterii.
Obr. 5. Tlak v pánevní oblasti. Regresní přímka tlaku a průtoku stanovená ze souhrnných proporcionálních údajů u březích ovcí v termínu. Vzhledem k tomu, že vztah je lineární, bude se průtok krve dělohou měnit s jakoukoli změnou perfuzního tlaku a úměrně jí (z Greiss FC, Jr: Am J Obstet Gynecol 96:41, 1966.)
Reakce na vazoaktivní podněty
Protože se spirální tepny v klidovém stavu blíží maximální dilataci, mají vazodilatační látky nebo podněty malý nebo žádný účinek, i když jsou přítomny receptory pro tyto látky. Hladké svalstvo těchto cév je však mimořádně citlivé na vazokonstrikční látky nebo podněty, a to více než většina ostatních periferních cévních řečišť (obr. 6). To znamená, že ačkoli se MPB může zvýšit v reakci na stimulaci periferně působícím vazopresorem, jako je fenylefrin, proporcionální zvýšení placentární cévní rezistence (Ri) je mnohem větší, takže čistým účinkem je výrazné snížení PBF. Takové rozdíly ve vazokonstrikční citlivosti je třeba brát v úvahu vždy, když je indikován vazopresorický lék. Použití centrálněji působícího léku, jako je efedrin, ačkoli způsobuje malou míru placentární vazokonstrikce, povede k proporcionálně většímu zlepšení MBP při absolutním zvýšení PBF.
Obr. 6. V případě, že se jedná o lék, který působí centrálněji, je třeba počítat s tím, že při absolutním zvýšení PBF dojde ke zlepšení MBP. Originální záznamy ukazující účinky intravenózního ( A) levarterenolu (noradrenalinu) a ( B) adrenalinu na krevní tlak matky, srdeční výdej a průtok krve dělohou u ovcí v termínu těhotenství. V závorkách byly vloženy poměrné změny oproti kontrolním hodnotám systémové a děložní vodivosti (reciproká hodnota rezistence). Všimněte si, že pokles děložní vodivosti (zvýšení rezistence) převyšuje pokles systémové vodivosti u ostatních látek. (Z Greiss FC, Jr: Obstet Gynecol 21:295, 1963. Courtesy of Harper & Row, Publishers.)
Myometriální kontrakce
Působením dvou výše uvedených mechanismů, zvýšení Re a snížení perfuzního tlaku, snižují myometriální kontrakce PBF přímo úměrně intenzitě a trvání každé kontrakce. Tento vztah je tak přesný, že sledování nitroděložního tlaku je téměř přesným inverzním obrazem PBF (obr. 7). Zvýšení frekvence kontrakcí snižuje PBF během dané časové jednotky tím, že zkracuje dobu trvání diastoly myometria, tedy dobu, kdy je PBF na homeostatické úrovni. Kromě toho, pokud se zvýší mezikontrakční tonus, jako je tomu při přerušení placenty, mezikontrakční PBF se úměrně sníží. Radioangiografické studie u subhumánních primátů a žen ukazují, že během akumulace myometriálních kontrakcí střední intenzity PBF ustává.25 Je tedy zřejmé, že porod je ze své podstaty pro plod stresující, protože průměrné množství PBF perfundující fetální klky za daný časový úsek postupně klesá s tím, jak se zvyšuje frekvence a intenzita děložních kontrakcí.
Obr. 7. PBF v děloze. A. Vztah mezi děložním průtokem krve (UBF) a děložními kontrakcemi během spontánního porodu u opice rhesus. Všimněte si inverzního vztahu obrazu, prudkého poklesu UBF na počátku kontrakcí a pomalejšího zotavení UBF z bazálních hodnot. UBF se obnovila na bazální úroveň pouze během „normálního“ tonusu. B. Vliv zvýšené frekvence kontrakcí na UBF vyvolanou oxytocinovou stimulací spontánního porodu zobrazeného v bodě A. Všimněte si, že se zkracuje trvání fází normálního tonusu. Rychlost UBF dosažená mezi kontrakcemi závisí na intenzitě předcházející kontrakce a délce trvání fáze normálního tonusu. Po kontrakcích 7 a 12 bylo obnovení průtoku neúplné, protože následující kontrakce proběhla bez fáze normálního tonusu (Z Greiss FC, Jr, Anderson SG: Clin Obstet Gynecol 11:96, 1968. Courtesy of Harper & Row, Publishers.)
Lokální anestetika
Tyto léky mohou působit na cévní řečiště přímo, jako po neúmyslné intravaskulární injekci, a nepřímo, v důsledku paralýzy autonomních nervů, které udržují normální cévní tonus. U většiny orgánů nemají intravaskulární injekce žádný významný vliv na cévní rezistenci. Děložní a placentární cévy však na tyto podněty reagují významnou vazokonstrikcí. Kromě toho je myometrium těmito léky různě stimulováno (obr. 8). Samostatně nebo společně tyto reakce snižují PBF. Po paracervikální blokové anestezii podávané během porodu může dojít k opožděné bradykardii plodu. Nejlepší hypotézou vysvětlující reakci plodu je, že lokální anestetika jsou podávána v blízkosti děložních tepen a že díky své vynikající průchodnosti procházejí přes stěny tepen a vyvolávají své děložní účinky snižující PBF a způsobující hypoxii plodu.
Obr. 8. Děložní anestezie. Vztah mezi dávkou a odezvou lokálních anestetik podaných přímo do děložní tepny a děložní cévní vodivostí a nitroděložním tlakem během ovčí březosti. Hladiny účinných dávek jsou v rozmezí pozorovaném u plodů při bradykardii po paracervikální blokové anestezii (Z Fishburne JI, Jr et al: Responses of the gravid uterine vasculature to arterial levels of local anesthetic agents. Am J Obstet Gynecol 133:753, 1979. Courtesy of The C. V. Mosby Company.)
.