Maternal haemodynamics in hypertensive and normotensive pregnancy

Abstract

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää verenkierrollisia eroja hypertensiivisissä- pre-eklampsiaa tai kroonista verenpainetautia sairastavilla- ja normotensiivisissä raskauksissa. Erityisenä tutkimuksen kohteena olivat sydämen rasittuneisuutta kuvaavien-natriureettisten peptidien ja hemodynamiikan yhteys, verenkierrolliset erot raskauden aikana ja synnytyksen jälkeen kroonista verenpainetautia sairastavilla ja terveillä naisilla sekä keisarileikkaukseen liittyvien verenkierrollisten reaktioiden erot pre-eklampsiassa ja terveissä raskauksissa.

Loppuraskaudessa pre-eklampsiaan sairastuneilla naisilla todettiin korkeampi verenpaine ja systeeminen vaskulaarinen resistanssi sekä matalampi sydämen syke ja minuuttitilavuus terveisiin synnyttäjiin verrattuna. Kroonista verenpainetautia sairastavilla naisilla oli myös korkeampi verenpaine ja systeeminen vaskulaarinen resistanssi, mutta sydämen minuuttitilavuudessa tai sykkeessä ei eroa todettu terveisiin raskauksiin verrattuna. Valtimoiden jäykkyyttä kuvaavissa suureissa pre-eklampsiaa sairastavilla oli merkitsevästi matalampi valtimoiden komplianssi, korkeampi pulssipaine ja nopeampi pulssiaallon etenemisnopeus, sen sijaan kroonista verenpainetautia sairastavilla naisilla vain pulssiaallon nopeus oli merkitsevästi nopeampi terveisiin raskauksiin verrattuna. Kummassakin hypertensiivisessä ryhmässä todettiin vahva korrelaatio valtimoiden jäykkyyttä ja sydämen jälkikuormaa kuvaavien suureiden kesken.

Sydämen natriureettisten peptidien (NT-proANP ja NT-proBNP) pitoisuudet olivat merkitsevästi korkeammat pre-eklampsia raskauksissa verrattuna sekä terveisiin että kroonista verenpainetautia sairastaviin verrattuna. Myös kroonista verenpainetautia sairastavilla NT-proANP sekä NT-proBNP pitoisuudet olivat merkitsevästi korkeammat terveisiin raskausiin verrattuna. Pre-eklampsia raskauksissa NT-proANP pitoisuudet korreloivat systolisen verenpaineen ja systeemisen vaskulaarisen resistanssin kanssa. NT-proBNP korreloi sydämen minuuttitilavuuden ja systeemisen vaskulaarisen resistanssin kanssa. Kroonisilla verenpainetauti potilailla natriureettistten peptidien ja hemodynaamisten suureiden välillä ei merkitseviä korrelaatioita todettu. Kun hypertensiivisistä ryhmistä poistettiin verenpainelääkitystä saavat synnyttäjät, merkitsevät korrelaatiot natriureettisten peptidien ja sydämen jälkikuorman välillä voimistuivat pre-eklampsia ryhmässä. Lisäksi kroonista verenpainetautia sairastavilla todettiin merkitsevät korrelaatiot NT-proANP:n ja verenpaineen sekä NT-proBNP:n ja systeemisen vaskulaarisen resistanssin välillä. Verenkierrolliset mittaukset tehtiin impedanssi kardiografialla.

Raskauden aikana ja synnytyksen jälkeen kroonista verenpainetautia sairastavilla naisilla verenpaine, systeeminen vaskulaarinen resistanssi ja pulssiaallon etenemisnopeus pysyivät merkitsevästi korkeammalla tasolla kuin terveillä synnyttäjillä. Lisäksi toisen raskauskolmanneksen alussa kroonista verenpainetautia sairastavilla sydämen iskutilavuus ja NT-proANP pitoisuudet olivat merkitsevästi matalammat terveisiin kontrolleihin verrattuna. Pre-eklampsia potilailla neste-esitäyttö ennen spinaalipuudutusta aiheutti sekä sydämen iskutilavuuden että sykkeen nousun johtaen merkitsevään sydämen minuuttitilavuuden nousuun, kun taas terveillä synnyttäjillä ainoastaan sydämen syke nousi. Kummassakin ryhmässä spinaalipuudutus laski systeemistä vaskulaarista resistanssia, mutta sydämen minuuttitilavuus säilyi muuttumattomana. Synnytyksen jälkeen kummassakin ryhmässä sydämen minuuttitilavuus nousi ja systeeminen vaskulaarinen resistanssi laski merkitsevästi. Preeklampsiaan sairastuneilla sydämen minuuttitilavuuden nousu johtui sykkeen noususta, mutta iskutilavuus ei merkitsevästi muuttunut. Sen sijaan terveillä synnyttäjillä sekä sydämen iskutilavuus että syke nousivat merkitsevästi. Puudutuksen vaikutuksen hävitessä terveillä synnyttäjillä verenkierrolliset suureet olivat verrattavissa ennen leikkausta saatuihin arvoihin, mutta pre-eklampsia synnyttäjillä sydämen iskutilavuus ja minuuttitilavuus olivat merkitsevästi matalammat. Ensimmäisinä synnytyksen jälkeisinä päivinä sydämen iskutilavuudessa, sykkeessä tai minuuttitilavuudessa ei havaittu eroja ryhmien välillä, mutta systeeminen vaskulaarinen resistanssi ja keskiverenpaine olivat pre-eklampsia synnyttäjillä terveitä synnyttäjiä merkitsevästi korkeammat.

Pre-eklampsiaan liittyy poikkeavan korkean ääreisverenkierron vastuksen lisäksi myös suurten valtimoiden poikkeava jäykkyys verrattuna terveisiin tai kroonisiin verenpainetautia sairastaviin synnyttäjiin. Korkeat NT-proANP ja NT-proBNP pitoisuudet pre-eklampsiassa kuvaavat pikemmin sydämen rasittuneisuutta korkeasta jälkikuormasta johtuen kuin sydämen toimintaa. Pre-eklampsia synnyttäjien kyvyttömyys nostaa iskutilavuutta synnytyksen yhteydessä ja synnytykseen jälkeen jopa laskeva iskutilavuus saattaa kuvastaa sydämen kyvyttömyyttä mukautua synnytyksen aiheuttamaan äkilliseen veritilavuuden lisäykseen, mikä saattaa altistaa synnyttäjän keuhkoödeemalle synnytyksen aikana ja sen jälkeen. Kroonista verenpainetautia sairastavilla ääreisverenkierron vastus ja valtimoiden jäykkyys säilyi raskauden aikana ja synnytyksen jälkeen korkeampana terveisiin raskauksiin verrattuna. Matalampi iskutilavuus ja NT-proANP toisessa trimesterissä saattaa liittyä vähäisempään intravaskulaarisen volyymin nousuun kroonisilla verenpainetautipotilailla terveisiin verrattuna.

The first aim of the study was to explore haemodynamic differences, especially in vascular properties and in associations between cardiac natriuretic peptides and haemodynamics, in hypertensive disorders ­ pre-eclampsia and chronic hypertension ­ and in normotensive pregnancies. Our second aim was to elucidate differences in haemodynamics during the course of pregnancy in chronically hypertensive women and normotensive women. Our third aim was to define differences in haemodynamic reactions during Caesarean delivery in normotensive and pre-eclamptic pregnancies. Haemodynamic data were obtained by whole-body impedance cardiography. In the third trimester, baseline haemodynamics of pre-eclampsia differed from normotensive pregnancies by showing higher blood pressure and systemic vascular resistance and lower cardiac output and heart rate. Women with chronic hypertension had higher blood pressure and systemic vascular resistance compared with uncomplicated subjects. In parameters describing arterial stiffness, pre-eclamptic women had significantly lower arterial compliance, higher pulse pressure and faster pulse wave velocity, but women with chronic hypertension had only higher pulse wave velocity when compared with normotensive controls. In both hypertensive groups strong correlations were found between arterial stiffness and afterload. Circulating concentrations of cardiac natriuretic peptides (NT-proANP and NT-proBNP) were significantly higher in pre-eclamptic women compared with chronic hypertensive and normotensive women. Moreover, NT-proANP and NT-proBNP concentrations were significantly higher in chronic hypertensive pregnancies than in normotensive ones. In pre-eclamptic women NT-proANP levels showed correlations with systolic blood pressure and systemic vascular resistance, while NT-proBNP levels correlated significantly with cardiac output and systemic vascular resistance. These correlations persisted in the subgroup of non-medicated pre-eclamptic women, except in the case of NT-proBNP and cadiac output. In women with chronic hypertension no correlations emerged between natriuretic peptide concentrations and haemodynamics, but in the subgroup of non-medicated subjects NT-proANP and arterial pressure, and NT-proBNP and systemic vascular resistance correlated significantly.

In women with chronic hypertension arterial blood pressure, systemic vascular resistance and puylse wave velocity remained significantly higher during the course of pregnancy and after delivery compared with normotensive pregnant women. In the early second trimester, women with chronic hypertension had significantly lower stroke volumes and NT-proANP concentrations than controls.

In pre-eclamptic parturients, preload infusion increased both stroke volume and heart rate, causing a significant rise in cardiac output, while in healthy parturients only heart rate rose. In both groups, spinal blockade reduced systemic vascular resistance, but cardiac output remained stable. At the moment of delivery cardiac output increased significantly in both groups. In pre-eclamptic pregnancies no increase in stroke volume occurred and the rise in cardiac output was due entirely to an increase in heart rate, while in normal pregnancies a significant increase in both stroke volume and heart rate was observed. After the disappearance of anaesthesia, haemodynamic data in the control group were similar to those at baseline, whereas stroke volume and cardiac output decreased significantly in the group with pre-eclampsia. During early puerperium high systemic vascular resistance and mean arterial pressure persisted in pre-eclamptic versus normotensive parturients.

In conclusion, the divergent haemodynamics of pre-eclampsia include vasoconstriction of peripheral arteries, but also stiffer large conduit arteries compared with normotensive and chronic hypertensive pregnancies. High afterload is associated with high NT-proANP and NT-proBNP concentrations in pre-eclampsia. This implies that high natriuretic peptide levels in pre-eclampsia reflect the strain on the heart caused by high afterload, rather than the function of the heart expressed as stroke volume or cardiac output. The inability of pre-eclamptic parturients to increase stroke volume at the moment of delivery, and even decreasing stroke volume and cardiac output after delivery, may suggest dysfunction of the left ventricle to adapt to volume load caused by delivery and prompts concern for the increased risk of pulmonary oedema during delivery and the early postpartum period in these parturients. The haemodynamics of chronic hypertension during pregnancy are characterised by persistent high vascular resistance and arterial stiffness. Low stroke volume and NT-proANP values found in chronic hypertensive pregnancies during the early second trimester also suggest reduced intravascular volume increase during pregnancy.