• emogasanalisi cordonali
• neonati pretermine
• ossigenazione fetale

Introduzione
È comunemente riconosciuto che l'embrione e il feto sono soggetti ad un ambiente fisiologicamente ipossico, tuttavia una quantità crescente di dati suggerisce che l'ambiente intrauterino sia caratterizzato da un livello variabile di ipossia durante tutta la gravidanza.
Nelle prime fasi della gravidanza, fin dal concepimento, le concentrazioni di ossigeno sono molto basse, simili alle concentrazioni rilevabili nell'utero non gravido; durante le prime settimane di gestazione, però, lo sviluppo placentare, provocato proprio da tale ambiente ipossico, favorisce l'aumento della disponibilità di ossigeno all'unità feto-placentare e all'inizio del secondo trimestre di gestazione l'ossigenazione placentare triplica la disponibilità di ossigeno, raggiungendo un massimo intorno alla 16a settimana di gestazione.
Da questa settimana in poi si osserva una lenta e graduale riduzione dei livelli di ossigeno placentare, e questa tendenza sembra essere coerente con una progressiva riduzione dello stato di ossigenazione fetale. Tale riduzione dell’ossigenazione riveste un ruolo cruciale nello sviluppo fetale, influenzando svariati meccanismi:
mantiene alcune cellule in uno stato altamente proliferativo e preserva uno stato di relativa staminalità, come ad esempio accade per le cellule del tessuto retinico neurale, cellule pancreatiche, cheratinociti ed epatociti
permette la differenziazione di altri tipi cellulari come gli astrociti
favorisce la vascolarizzazione, mediante il fattore inducibile da ipossia (HIF) che attiva svariate citochine pro-angiogeniche come VEGF
Tuttavia, alcune considerazioni hanno portato a immaginare un'inversione del trend di ossigenazione durante le fasi finali della gravidanza. Questa ipotesi prende spunto dall'osservazione che molti animali alla nascita sono immaturi, e che la loro maturazione avviene dopo la nascita. Ciò è particolarmente evidente nella retina dei topi, che è avascolare alla nascita ed inizia a vascolarizzarsi durante la prima settimana dopo la nascita o anche più tardi, dimostrando, almeno cronologicamente, una stretta relazione tra maturazione dei vasi e aumento della esposizione all'ossigeno. Pertanto, se la maturità vascolare richiede un aumento dei livelli di ossigeno, è lecito immaginare che nell'uomo, la cui vascolarizzazione si completa durante le ultime settimane di vita intrauterina, ci sia un progressivo aumento della tensione di ossigeno negli stadi più avanzati della gravidanza.
Per verificare questa ipotesi, la nostra equipe di ricerca ha recentemente eseguito uno studio osservazionale che ha valutato le emogasanalisi cordonali raccolte da una coorte di neonati sani con età gestazionale ≥ 37 settimane. I risultati hanno dimostrato un progressivo aumento dell'ossigenazione fetale dalla 37a alla 41a settimana di gestazione.
Scopo della ricerca
Lo scopo principale di questo studio è quello di ricostruire, con la stessa metodologia utilizzata per analizzare le variazioni dei gas ematici nei neonati a termine, lo stato di ossigenazione nei neonati pretermine ed in particolare di identificare il periodo in cui si presume avvenga il rialzo della concentrazione di 02.
Materiali e metodi
Lo studio è stato condotto nell'Azienda Ospedaliera Universitaria di Pisa. I campioni di sangue del cordone ombelicale sono stati raccolti immediatamente dopo la nascita, a seguito del clampaggio del cordone, dall’arteria e dalla vena ombelicale, utilizzando siringhe eparinate. Sono stati misurati pH, pCO2, pO2, saturazione di ossigeno (SaO2), lattato ed emoglobina (Hb), mentre il bicarbonato e l'eccesso di basi sono stati calcolati, rispettivamente, dal pH misurato e dalla pCO2 utilizzando l'equazione di Henderson-Hasselbalch pH=6.1+log([HCO3−]/pCO2×0.03) e la formula descritta da Siggaard-Anderson: (1 - 0.014 x Hb) x [HCO3- 24.8 + (1.43 x Hb + 7.7) x (pH - 7.4)]. Il contenuto di ossigeno (ml/dl) è stato calcolato utilizzando la formula [(1,36 x Hb (g/dl) x SaO2 (%) /100) + (0,0031 x pO2 (mmHg)]. L'estrazione fetale di ossigeno è stata calcolata come differenza tra il contenuto di ossigeno nel sangue venoso ombelicale e quello arterioso diviso per il contenuto di ossigeno venoso ombelicale. Le produzioni fetali di lattato e CO2 sono state calcolate, rispettivamente, come differenza tra lattato arterioso o CO2 e venoso, diviso per il rispettivo contenuto venoso.
Risultati
Sono stati valutati i dati della pO2 venosa e arteriosa e dell'estrazione di ossigeno con il progredire della gravidanza, per valutare se la tensione dell'ossigeno cambi con il procedere delle settimane di sviluppo intrauterino. I valori dei campioni venosi ombelicali hanno mostrato una progressiva diminuzione dei livelli di pO2 fino a circa 230-240 giorni di gestazione (circa la 33a-34a settimana di gestazione), quando la pO2 sembra raggiungere il suo punto più basso; poi, a partire dalla 34a settimana di gravidanza, la pO2 sembra aumentare, per poi continuare, idealmente, con la progressione positiva osservata dalla 37a alla 41a settimana di gestazione. Anche il livello di pO2 arterioso appare ridotto con la progressione della gestazione, con un aumento minimo nelle ultime settimane gestazionali. Nel complesso, l'estrazione di ossigeno non ha mostrato cambiamenti significativi durante il periodo considerato, anche se è stato evidente un modesto aumento nelle fasi più avanzate della gravidanza.
I livelli di emoglobina venosa e arteriosa (Hb) sono aumentati progressivamente dalla 23a settimana in poi, raggiungendo un plateau approssimativamente a 230-240 giorni di gestazione, intorno alla settimana 33-34 di gestazione.
Contemporaneamente alla diminuzione della pO2, è stata osservata una riduzione lineare del pH venoso e arterioso con il procedere della gravidanza, unita a una lieve riduzione dell'eccesso di base venosa e un lieve aumento del bicarbonato arterioso.
Il contenuto di CO2 nel cordone ombelicale, invece, ha seguito un andamento opposto rispetto all'andamento dell'ossigeno, con un progressivo aumento sia nei campioni venosi che arteriosi. A partire dalla 34a settimana di gravidanza, la pCO2 sembra diminuire per poi continuare, idealmente, con la riduzione recentemente descritta nei feti a termine.
Tra la 23a e la 36a settimana di gestazione, non sono stati osservati cambiamenti significativi nei livelli di lattato nei campioni venosi o nei campioni arteriosi. Sembra evidente, invece, un lieve aumento della produzione di lattato fetale nelle ultime settimane gestazionali.
Discussione
I risultati del presente studio confermano che i feti crescono in un ambiente dinamico a basso contenuto di ossigeno e dimostrano per la prima volta che la concentrazione di ossigeno segue un andamento chiaramente bifasico anche nei neonati pretermine. Infatti, almeno dalla 22a settimana in poi, abbiamo osservato una riduzione progressiva e lineare della pO2 venosa, che rallenta per poi regredire intorno alla 33-34a settimana di gestazione. Un andamento simile si osserva anche per quanto riguarda i prelievi arteriosi, e quindi i valori di estrazione di ossigeno non cambiano sostanzialmente in questo lasso di tempo.
Questi dati suggeriscono che il feto sia soggetto ad una lenta e progressiva riduzione dell'apporto di ossigeno dalla placenta; la progressiva riduzione della pO2 venosa ombelicale suggerisce che la crescita placentare e la sua crescente attività metabolica rendano progressivamente meno ossigeno disponibile al feto. L'aumento del consumo di ossigeno placentare spiega in modo convincente perché il pH venoso diminuisce gradualmente, almeno fino a 33-34 settimane.
L'aumento dell'ipossiemia fetale è confermato dal progressivo aumento della concentrazione di emoglobina, la cui sintesi è notoriamente indotta da bassi livelli di ossigeno. Il presente studio conferma che l'ematocrito e il livello di emoglobina aumentano gradualmente e progressivamente con il procedere della gravidanza, a partire dalla 22a settimana di gestazione, mostrando un andamento opposto a quello della pO2. Nonostante la progressiva diminuzione della pO2, l'aumento di Hb spiega perché il contenuto di ossigeno nel sangue venoso ombelicale rimanga invariato.
In accordo con studi precedenti, i nostri risultati confermano che a fronte di una progressiva riduzione dell'apporto di ossigeno placentare, la pCO2 venosa aumenta progressivamente, almeno fino alla 34a settimana di gestazione, confermando l'ipotesi che questi cambiamenti negli apporti al feto siano conseguenti ad una aumentata attività metabolica della placenta.
Tuttavia, dalla 33a-34a settimana in avanti, inizia il processo di aumento dell'ossigenazione: questa età gestazionale rappresenta lo spartiacque oltre il quale aumenta l'ossigenazione venosa ombelicale e di conseguenza, l'aumento dei livelli di Hb fetale si arresta. Un'analoga inversione si osserva anche per la pCO2 venosa, che aumenta fino alla 34a settimana, dopodiché continua a diminuire fino alla fine della gravidanza. La pCO2 arteriosa invece sembra continuare ad aumentare anche dopo la 34a settimana, suggerendo un possibile aumento della produzione di pCO2 fetale e quindi un possibile spostamento metabolico verso un'attivazione mitocondriale.
Conclusione
Il nostro studio conferma che l'ossigenazione durante la vita fetale subisce importanti fluttuazioni e integra lo studio recentemente pubblicato sullo stato di ossigenazione durante le ultime settimane di gravidanza. La combinazione di questi studi suggerisce che dalla 22a settimana in poi il feto diventi progressivamente più ipossiemico, ma che questa condizione si rovesci intorno alla 33a-34a settimana quando i livelli di ossigeno aumentano progressivamente fino alla fine della gravidanza.