Arritmia sinusal respiratoria fetal a lo largo del embarazo y su relación con movimientos respiratorios y bienestar fetales Público Deposited

Introduction. Respiratory Sinus Arrhythmia (RSA) can be simply defined as the variations in heart rate that simultaneously occur with the respiratory activity. RSA is mainly mediated by parasympathetic influences from the Autonomous Nervous System to the sinoatrial node. Knowledge about its development during intra-uterine life is incomplete, even that RSA has been widely studied during extrauterine life. The respiratory muscles mechanical activity starts during fetal life and are referred to Fetal Respiratory Movements (FRM). The presence and rhythmicity of FRM are related to the neuro-muscular integrity and also to the maturation of the control mechanisms involved. In case of existing a relationship in the fetus between the presence of FRM and heart rate variations, it could be assumed to result from the synchronization (or coupling) among both nervous centers, in accordance to what occurs in adults giving place to the RSA. But, when does the association between cardiac and respiratory controls start? Is this association related to fetal wellbeing or fetal outcome? The objective of this thesis is to study how some RSA parameters of fetuses with different gestational ages change in presence and absence of FRM; as well as analyzing how the parameters change in relation to fetal or new born risk. Method. Abdominal electrocardiogram, FRM and fetal body movements were simultaneously acquired from 123 women with low or middle risk pregnancies at gestational ages ranging from 20 to 40 weeks (w). One hundred and forty two RR time series from 70 women were successfully extracted from 251 recordings obtained (57%). Women were classified depending on their gestational age in 5 groups: Group 1 (G1): 20 to 24 w; G2: 24 weeks and 1 day (24/1) to 28 w; G3: 28/1 to 32 w; G4: 32/1 to 36 w; and G5: 36/1 to 40 w. To identify fetal wellbeing a Biophysical Profile (BPP) more than 8 was considered as fetal wellbeing; Newborns were classified as healthy when APGAR (1’ and 5’), Silverman, Capurro, and Vargas were 7 or more, 0, 37 to 40:6, and 2 respectively. Six fetal RSA (FRSA) parameters were obtained: 1) root-mean-square of successive differences (RMSSD); 2) the mean value of the RR intervals (RRMEAN); 3) standard deviation of the RR intervals (RRSD); 4) short-range scaling exponent α1; 5) the power on the spectrum over the FRM frequency band (PFRM); and 6) the relative power ratio of the FRM frequency band to the total band (PFRMR). FRSA parameters were analyzed for each gestational age group, during FRM episodes and during respiratory akinesis, as well as for cases with normal BPP and fetal outcome and those abnormal cases. Statistical comparisons among groups and conditions were made using ANOVA or t tests for independent or matched samples depending on the analysis. Significant differences were considered for p<0.05. Results. RMSSD, RRSD and PFRMR were significantly different for groups with gestational ages between 20 and 32 w versus 32 and 40 w, finding larger values in the last group. RMSSD, PFRM, and PFRMR were significantly larger during FRM episodes than during respiratory akynesis for groups of 32 to 36 w. Groups from 20 to 28 w showed larger values of all parameters except PMRFR during akynesis than during FRM (significantly only for RMSSD). The FRM frequencies were not always in precise agreement with the RR higher frequency components, particularly for groups at early ages. As seen in adults, an abrupt fall of FRSA parameters at high FRM frequencies (low pass filter effect) was not found. Several cases with low BPP or abnormal fetal outcome had FRSA values beyond the range of standard deviation obtained for normal cases (mainly for groups with 32 to 40 w). Conclusions. FRSA parameters during FRM and respiratory akinesis were similar for fetuses with 20 to 28 w, showing low coupling between cardiac and respiratory centers. Yet a larger FRSA magnitude during FRM is observed from fetuses after 28 w, so indicating a better integration between cardiac and respiratory control centers. It seems that FRSA parameters show different behavior for fetuses with abnormal BPP and perinatal outcome, but these data are not conclusive.

Introducción. La arritmia sinusal respiratoria (ASR) es la fluctuación rítmica de los periodos cardiacos en concordancia con la frecuencia respiratoria y está mediada principalmente por las influencias parasimpáticas del SNA sobre el nodo SA. No obstante que la ASR se ha estudiado ampliamente durante la vida extrauterina, el conocimiento sobre su desarrollo durante la vida intrauterina es incompleto. La actividad mecánica de los músculos respiratorios inicia en la vida fetal con los Movimientos Respiratorios Fetales (MRF). La presencia de los MRF y su ritmicidad implican una integridad neuromuscular y una maduración de los mecanismos de control involucrados. Si además de esto existiese una relación entre la presencia de dichos MRF y las variaciones de la frecuencia cardiaca, implicaría una tendencia hacia la sincronización de los centros nerviosos de control de ambas variables fisiológicas, como ocurre en el adulto sano dando lugar a la ASR. Pero, ¿En qué momento se establece la asociación entre los controles respiratorios y cardiacos, y por tanto la ASR en el feto? ¿Se relaciona con la condición fetal y/o la del recién nacido? La presente tesis tiene por objeto estudiar el comportamiento de algunos de los indicadores de la ASR en fetos de diferentes edades gestacionales y en presencia y ausencia de MRF, así como analizar si dichos indicadores se modifican para algunos casos de estudio con posible evidencia de riesgo en el embarazo y/o condición adversa del recién nacido. Método. Se realizó el registro simultáneo del ECG abdominal y de la presencia de MRF y movimientos corporales en ciento veintitrés mujeres con embarazos de bajo a alto riesgo de entre 20 y 40 semanas de gestación (SDG). Se extrajeron 142 series de tiempo de los intervalos RR fetales, pertenecientes a 70 de las mujeres estudiadas, de un total de 251 registros realizados (57%). Las mujeres fueron clasificadas según su edad gestacional en cinco grupos: Grupo 1 (G1): 20 a 24 semanas de gestación (SDG); G2: 24 semanas un día (24/1) a 28 SDG; G3: 28/1 a 32 SDG; G4: 32/1 a 36 SDG y G5: 36/1 a 40 SDG. Como indicador de bienestar fetal se empleó el perfil biofísico (PBF) mayor a 8 (modificado por Vintzileos); se clasificó como recién nacido saludable el que obtuviera puntajes de 7 o más para la valoración APGAR a 1 y 5 minutos; Silverman de 0; Capurro entre 37 y 40:6; y Vargas de 2. Se determinaron 6 indicadores de la ASR fetal (ASRF): 1) Raíz cuadrática media de diferencias entre intervalos RR consecutivos (RMSSD); 2) Promedio de los Intervalos RR (RRPROM); 3) Desviación estándar de los intervalos RR (RRDE); 4) El exponente de escala de corto plazo α1; 5) Potencia en la banda de los MRF en el espectro (PMRF); y 6) Potencia relativa entre la banda de los MRF y la potencia total en el espectro (PMRFR). Se analizó el comportamiento de cada uno de los indicadores para los diferentes grupos de edad gestacional, en presencia y ausencia de MRF y para los casos con puntajes de perfil biofísico y condición del recién nacido normales con respecto a los anormales. Las comparaciones estadísticas se realizaron entre grupos y entre condiciones por pruebas de ANOVA o por prueba T de Student para muestras tanto independientes como pareadas cuando el análisis así lo requería. El nivel de significancia se tomó con p<0.05. Resultados. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los grupos con edades gestacionales entre 20 y 32 semanas con respecto a aquellos entre 32 y 40, para RMSSD y RRDE y PMRFR, con valores mayores para los últimos. Se observaron valores significativamente mayores para RMSSD, PMRF y PMRFR durante la presencia de MRF con respecto a acinesia para los grupos de 32 a 36 SDG. Para los primeros grupos (20 a 28 SDG), los valores fueron ligeramente mayores para acinesia que para MRF (con diferencias estadísticamente significativas para RMSSD). No siempre se observó una concordancia precisa entre la frecuencia de los MRF y la frecuencia del componente de altas, principalmente en los grupos de edades tempranas. A diferencia de lo observado en el adulto, la relación entre frecuencia de los MRF y los indicadores de la ASRF no disminuyó de manera abrupta para frecuencias altas (filtro pasa bajas). Varios de los casos con perfil biofísico y/o condición al nacimiento anormales quedaron fuera de las desviaciones estándar de la ASRF (principalmente para grupos con 32 a 40 SDG). Conclusiones. Los resultados de esta tesis indican que la ASRF entre 20 a 28 SDG, es similar en presencia y en ausencia de MRF y que la asociación entre los controles respiratorios y cardiacos es aún baja. Por otro lado, a partir de la semana 28 de gestación se hace evidente una mayor magnitud de la ASRF en presencia de MRF, así como una mejor integración entre los controles respiratorios y cardiacos. Al parecer existe un comportamiento diferente de la ASR en los fetos con PBF anormal, así como en algunos otros que manifestarán condiciones adversas al nacimiento; sin embargo los datos no son concluyentes.

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