Perinatalna fiziologija

Prijelaz iz života unutar maternice na život u vanjskom svijetu obuhvaća višestruke promjene fiziologije i funkcije.

Bilirubin: Stare ili oštećene fetalne eritrocite iz cirkulacije uklanjanju retikuloendotelne stanice, koje pretvaraju hem u bilirubin (1 g Hb daje 35 mg bilirubina). Ovaj se bilirubin prenosi u jetru, gdje ulazi u hepatocite. Glukuronil transferaza potom konjugira bilirubin s uridin difosfoglukuronskom kiselinom (UDPGA) kako bi se stvorio bilirubin glukuronid (konjugirani bilirubin), koji se aktivno izlučuje u žučne kanaliće. Bilirubin diglukuronid ulazi u mekonij u probavnom sustavu, ali se ne može izbaciti iz tijela jer fetus u normalnim okolnostima nema stolicu. Enzim β–glukuronidaza, koji se nalazi u luminalnom rubu epitela tankog crijeva, se otpušta u lumen crijeva, gdje dekonjugira bilirubin glukuronid: potom se slobodni (nekonjugirani) bilirubin reapsorbira iz probavnog sustava i ponovno ulazi u fetalnu cirkulaciju. Fetalni bilirubin se odstrani iz krvotoka prijenosom u majčinu plazmu zbog razlike u koncentraciji a preko posteljice. Majčina jetra zatim konjugira i izlučuje fetalni bilirubin.

U vrijeme rođenja, placenta se “gubi” i premda jetra novorođenčeta nastavlja preuzimati, konjugirati i izlučivati bilirubin u žuč kako bi se mogao izbaciti stolicom, novorođenčetu nedostaje odgovarajuća bakterijska flora koja bi u crijevima oksidirala bilirubin u urobilinogen; kao posljedica toga, u stolici ostaje nepromijenjeni bilirubin koji daje tipičnu svijetlo žutu boju. Osim toga, probavni sustav novorođenčeta (kao i onaj fetusa) sadrži β–glukuronidazu, koja dekonjugira određeni dio bilirubina. Kod mnoge novorođenčadi, prilikom hranjenja dolazi do gastrokoličnog refleksa i bilirubin se izluči u stolicu prije nego što se može dekonjugirati i reapsorbirati. Međutim, u drugih se nekonjugirani bilirubin reapsorbira i iz crijevnog lumena vraća u cirkulaciju (enterohepatička cirkulacija bilirubina), doprinoseći fiziološkoj hiperbilirubinemiji i žutici (vidi i str. 2275).

Kardiovaskularne promjene: Fetalna je cirkulacija obilježena desno–lijevim šantom krvi oko neoksigeniranih pluća kroz otvoreni ductus arteriosus (koji povezuje plućnu arteriju s aortom) i foramen ovale (koji povezuje desni i lijevi atrij). Šant nastaje uslijed visokog otpora u plućnim arteriolama i relativno niskog otpora protoku krvi u sistemskom (i posteljičnom) krvnom optoku. Oko 90–95% udarnog volumena desne polovice srca zaobilazi pluća i odlazi neposredno u sistemsku cirkulaciju. Ductus arteriosus se u fetusa održava otvorenim pomoću niskog sistemskog PaO2 (~25 mmHg, zajedno s lokalno stvorenim prostaglandinima). Foramen ovale se održava otvorenim razlikama tlakova između atrija: tlak u lijevom atriju je relativno nizak jer se iz pluća vraća mala količina krvi, ali je tlak u desnom atriju relativno visok zbog velike količine krvi koja se vraća iz posteljice.

Nakon prvih nekoliko udisaja u ovom se sustavu zbivaju korjenite promjene, koje dovode do povećanog protoka krvi kroz pluća i zatvaranja foramena ovale. Otpor u plućnim arteriolama naglo pada zbog vazodilatacije uzrokovane širenjem pluća, povišenjem PaO2 i sniženjem PaCO2. Elastične sile rebara i stijenke prsnog koša smanjuju plućni intersticijski tlak povećavajući još više protok krvi kroz plućne kapilare.

Prilikom uspostavljanja plućnog protoka krvi, povratak venske krvi iz pluća se povećava, povećavajući tlak u lijevom atriju. Udisanje zraka povećava PaO2 koji dovodi do konstrikcije pupčanih arterija. Krvni protok kroz posteljicu je smanjen ili prestaje, smanjujući dotok krvi u desni atrij. Stoga se tlak u desnom atriju smanjuje a u lijevom povećava; rezultat toga je zatvaranje foramena ovale.

Ubrzo nakon rođenja, sistemski otpor postaje veći od plućnog otpora, što je obrnuto nego tijekom fetalnog života. Zbog toga se smjer toka krvi kroz ductus arteriosus obrće, stvarajući lijevo–desni šant krvi (zvan prolaznom cirkulacijom). Ovo stanje traje od nekoliko trenutaka nakon rođenja (kad se povećava protok kroz pluća i zbiva funkcionalno zatvaranje foramena ovale) do oko 24 do 72 h nakon rođenja, kad se ductus arteriosus obično zatvara. Krv koja ulazi u duktus i vasa vasorum aorte ima PO2, koji, zajedno s promjenama metabolizma prostaglandina, dovodi do konstrikcije i zatvaranja ductus arteriosusa. Kad se jednom ductus arteriosus zatvorio, postoji cirkulacija odraslog tipa. Dvije klijetke usklađeno pumpaju krv a između plućne i sistemske cirkulacije nema velikih šantova.

U prvim danima nakon rođenja, novorođenče pod stresom se može vratiti na cirkulaciju fetalnog tipa. Asfiksija s hipoksijom i hiperkapnijom uzrokuje stezanje plućne arteriole, a širenje ductus arteriosus, obrćući proces koji je već opisan i dovodeći do desno–lijevog šanta kroz sada otvoreni ductus arteriosus, ponovno otvoreni foramen ovale ili oboje. Kao posljedica toga, novorođenče postaje jako hipoksično, što se naziva perzistirajućom plućnom hipertenzijom ili perzistentnom fetalnom cirkulacijom (premda ne postoji cirkulacija kroz pupkovinu). Cilj liječenja je osnovno stanje koje je izazvalo plućnu vazokonstrikciju.

Endokrine promjene: Fetus u potpunosti ovisi o majci, tj. posteljici što se tiče opskrbe glukozom a sam ne doprinosi stvaranju glukoze. On započinje stvarati zalihe glikogena u ranom stadiju gestacije, nakupljajući većinu glikogena u drugoj polovici 3. tromjesečja. Opskrba novorođenčeta glukozom završava u trenutku prerezivanja pupkovine; istodobno se povećava razina adrenalina, noradrenalina i glukagona dok se razina inzulina smanjuje. Ove promjene potiču glukoneogenezu i mobilizaciju jetrenih rezervi glikogena. U zdravog novorođenčeta rođenog na termin razina glukoze je najveća 30 do 90 min. po rođenju, nakon čega je novorođenčad u pravilu u stanju održati normalnu homeostazu glukoze. Dojenčad koja je u najvećoj opasnosti od novorođenačke hipoglikemije je ona sa smanjenim rezervama glikogena (nedostaščad i prijevremeno rođena djeca), teško bolesna djeca s povećanim katabolizmom glukoze i djeca dijabetičarki (zbog privremene fetalne hiperinzulinemije).

Hemoglobin: In utero je stvaranje eritrocita isključivo pod nadzorom fetalnog eritropoetina kojeg stvara jetra: eritropoetin majke ne prelazi posteljicu. Oko 55–90% fetalnih eritrocita sadrži fetalni Hb koji ima veliku sklonost ka O2. Zbog toga se preko posteljice odražava velika razlika koncentracije koja dovodi do obilnog prijenosa O2 iz majčine u fetalnu cirkulaciju. Nakon rođenja je ova povećana sklonost od manje koristi, jer fetalni Hb brzo otpušta O2 u tkiva, a može biti i pogubna ako postoji teška plućna ili srčana bolest s hipoksemijom. Prijelaz od fetalnog u odraslih Hb započinje prije rođenja; u vrijeme rođenja se, na nepoznat način, mjesto stvaranja eritropoetina mijenja iz jetre u bubreg. Neposredno nakon rođenja, nagli porast PaO2 od oko 3,3 do 3,9 kPa (25–30 mmHg) u fetusa na 11,9 do 12,6 kPa 40–45 mmHg) u novorođenčeta uzrokuje pad eritropoetina u serumu, a stvaranje eritrocita u razdoblju između rođenja i oko 6 do 8 tj. života prestaje, što doprinosi anemiji kod prijevremeno rođene djece (vidi str. 2270).

Imunološke promjene: U terminu (u času rođenja), većina imunoloških mehanizama nije potpuno razvijena, što je tim naglašenije što je porod raniji. Stoga su sva novorođenčad i mala djeca relativno imunodeficijentna u odnosu na odrasle, i u povećanoj opasnosti od teške infekcije. Ova opasnost se povećava s prijevremenim rođenjem, bolešću majke, novorođenačkim stresom i primjenom lijekova (npr. imunosupresiva i antikonvulziva). Oslabljenim imunološkim odgovorom novorođenčeta može se objasniti nedostatak znakova upale (npr. vrućice ili meningizma) u slučaju infekcije.

U fetusa su za upalni odgovor kojim se suzbijaju bakterijske i gljivične infekcije ključni fagociti koji postoje u stadiju razvoja žumanjčane vreće. Granulociti i monociti se mogu pronaći u 2. odnosno 4. mj. gestacije. Njihov se broj povećava s gestacijskom dobi, no u vrijeme termina je još nizak.

U vrijeme rođenja, ultrastruktura neutrofila je normalna, no u većine novorođenčadi je kemotaksija neutrofila i monocita usporena zbog unutarnjeg poremećaja pokretljivosti stanica i prianjanja za površine. Ovi su funkcionalni nedostaci izraženiji u prijevremeno rođene djece.

S oko 14 tj. gestacije, timus funkcionira i stvara limfocite. Također se s 14 tj. T limfociti nalaze u fetalnoj jetri i slezeni, ukazujući na to kako se u ovoj dobi zreli T limfociti nalaze u perifenim limfatičnim organima. Timus je najaktivniji tijekom fetalnog razvoja i ubrzo nakon rođenja. On tijekom života in utero brzo raste i jasno je uočljiv na RTG slikama prsnog koša u zdravog novorođenčeta, dosežući vrhunac razvoja s 10 god., nakon čega postupno involuira kroz više godina.

Broj T limfocita u fetalnoj cirkulaciji se postupno povećava tijekom 2. tromjesečja, dosežući normalne granice s 30 do 32 tj. gestacije. U vrijeme rođenja, novorođenče u usporedbi s odraslom osobom, ima relativnu T limfocitozu. Međutim, novorođenački T limfociti nisu tako učinkoviti kao T limfociti odrasle osobe. Primjerice, novorođenački T limfociti ne moraju na odgovarajući način odgovoriti na antigene i ne moraju stvarati citokine.

B limfociti se nalaze u fetalnoj koštanoj srži, krvi, jetri i slezeni oko 12. tj. gestacije. Oko 20. tj. se mogu otkriti IgM i IgG u tragovima a IgA se u tragovima može otkriti oko 30. tj.; budući da fetus inače živi u okolišu bez antigena, in utero se stvaraju samo male količine imunoglobulina (pretežito IgM). Povišene razine IgM–a u serumu iz pupkovine ukazuju na antigenski izazov in utero, obično uslijed prirođene infekcije. Skoro sav IgG je porijekla majke a dolazi putem posteljice. Nakon 22 tj. gestacije, prijelaz IgG–a kroz posteljicu se povećava, da bi u vrijeme termina razine dosegle one u majke ili veće. U prijevremeno rođene djece razine IgG–a u vrijeme rođenja su smanjene u odnosu na gestacijsku dob.

Transplacentarni pasivni prijenos majčinog imuniteta pomoću IgG te sekretorni IgA i antimikrobni čimbenici u majčinom mlijeku (npr. IgG, sekretorni IgA, leukociti, bjelančevine komplementa, lizozim i laktoferin) nadomještaju nezreli imunološki sustav novorođenčeta i omogućuju otpornost na mnoge bakterije i viruse. Zaštitni imunološki čimbenici u majčinom mlijeku oblažu probavni i dišni sustav pomoću sa sluznicom povezanog limfatičnog tkiva i sprječavaju naseljavanje sluznica dišnim i crijevnim patogenima.

S vremenom pasivna imunost iščezava, a najmanja je sa 3 do 6 mj. života. Prijevremeno rođena djeca mogu tijekom prvih 6 mj. života pokazivati jaku hipogamaglobulinemiju. Do 1. god., razina IgG–a raste na oko 60% prosječne vrijednosti u odrasle osobe. Razine IgA, IgM, IgD i IgE, koji ne prolaze kroz posteljicu, te se stoga u vrijeme rođenja mogu otkriti tek u tragovima, se tijekom djetinjstva polako povećavaju. IgG, IgM i IgA dosežu vrijednost kao u odrasle osobe s dobi od oko 10 god.

Plućne promjene: Fetalna se pluća razvijaju tijekom cijele gestacije, a prilično dobro razvijene alveole se nalaze s oko 25 tj. Pluća neprekidno stvaraju tekućinu, transudat iz plućnih kapilara, uz surfaktant koji izlučuju pneumociti tipa II. Da bi došlo do normalne izmjene plinova, plućna alveolarna i intersticijska tekućina se mora na odgovarajući način izbaciti pritiskom na prsni koš fetusa tijekom poroda i apsorpcijom tekućine u stanice pluća. Prolazna tahipneja novorođenčeta (vidi str. 2340) je vjerojatno uzrokovana kašnjenjem tog procesa čišćenja.

U vrijeme poroda, kada elastično iskrivljenje rebara i jaki udasi uvlače zrak u dišne putove, u alveolama se stvaraju površine zrak–tekućina. Pri 1. udahu, u plućne alveole djece 34 do 35 tj. se otpuštaju velike količine surfaktanta. Surfaktant, mješavina fosfolipida (fosfatidilkolin, fosfatidilglicerol, fosfatidilinozitol), neutralnih lipida i 3 površinski aktivne bjelančevine, a sve to pohranjeno u lamelarnim inkluzijama pneumocita tipa II, smanjuje površinsku napetost, koja bi u suprotnom dovela do atelektaze i povećala napor pri disanju.

Prije 34 do 35 tj. gestacije, surfaktant se često ne stvara u dovoljnim količinama kako bi spriječio atelektazu, te se razvija sindrom respiratornog distresa (vidi str. 2303).

Bubrežne promjene: U vrijeme rođenja, bubrežna je funkcija općenito smanjena, osobito u prijevremeno rođene djece. GF se progresivno povećava tijekom gestacije, osobito u 3. tromjesečju. Do dobi od 1 do 2 god. GF, klirens ureje i maksimalni tubularni klirensi dosežu razine kao kod odrasle osobe.