Оценка показателей газов и рН крови из сосудов пуповины помогает исследовать взаимосвязь между течением родов и состоянием новорожденного. В течение родов для оценки состояния плода используют запись кардиотокограммы (КТГ), определение рН и лактата в пробах крови из предлежащей части. Однако эти методы не обладают достаточной чувствительностью для диагностики и оценки тяжести ацидоза, который непосредственно отражает тяжесть интранатальной гипоксии и является критерием, коррелирующим со смертностью новорожденных, гипоксически-ишемической энцефалопатией (ГИЭ), внутрижелудочковыми кровоизлияниями (ВЖК), детским церебральным параличом (ДЦП).
Интранатальная гипоксия – это патологическое состояние в родах, обусловленное дефицитом кислорода в тканях и органах или его неадекватной утилизацией, в результате влияния материнских, плодовых или плацентарных факторов.
При дефиците кислорода у плода на первом этапе наступает централизация кровообращения с перераспределением кровотока к головному мозгу и сердцу. Однако в остальных тканях на фоне недостатка кислорода и сниженного кровотока развивается гипоксия [1]. При дефиците кислорода происходит изменение биохимических процессов и переход метаболизма на анаэробный, с мобилизацией запасов гликогена и накоплением недоокисленных продуктов обмена [1]. В дальнейшем у плода снижается частота сердечных сокращений – развивается брадикардия [2]. Снижение скорости кровотока в микроциркуляторном русле приводит к стазу крови, нарастанию нарушений газообмена, отеку тканей, и кровоизлияниям в органы [3].
При длительном прогрессировании гипоксии продолжают истощаться адаптационные механизмы, происходит дальнейшее снижение сатурации кислородом, возрастает концентрация РCO2 и прогрессирует метаболический ацидоз. Уменьшается скорость кровотока у плода в почках и надпочечниках, снижается уровень катехоламинов в крови, и как следствие – артериальное давление, прогрессирует брадикардия. Выраженная ишемия с разрушением клеток ведет к необратимым изменениям в жизненно важных тканях и гибели плода [4].
Показатели газов и кислотно-основного состава (КОС) крови из пуповины являются объективными показателями состояния плода перед его рождением и используются при оценке степени интранатальной гипоксии [5]. Нормальный уровень рН исключает наличие причинно-следственной связи между течением родов и последующим развитием гипоксического повреждения головного мозга.
Наиболее часто используют следующие параметры оценки артериальной пуповинной крови (в скобках показатели, в том числе расчетные, у здоровых доношенных новорожденных, измеренных на газовом анализаторе в артериальной или венозной крови):
- рН (норма 7,35±1,0) – показатель кислотности среды — отрицательный десятичный логарифм относительной активности свободных ионов водорода крови;
- РСО2 (45,0±10) – парциальное давление углекислого газа в газовой фазе, уравновешенной с кровью, показывает содержание в крови углекислого газа (включая растворенного в плазме крови);
- РО2 (30,0-80,0) – парциальное давление кислорода, в газовой фазе, уравновешенной с кровью; показывает содержание растворенного в крови кислорода;
Буферные основания ВЕ – сумма всех анионов крови, обладающих буферными свойствами, в основном бикарбонатов и белковых ионов. SB – стандартные бикарбонаты – содержание иона бикарбоната HCO3 в крови, полностью насыщенной кислородом. ВЕ – избыток или дефицит оснований – изменение содержания буферных оснований крови по сравнению с нормой. При ацидозе отмечается дефицит буферных оснований за счет связывания их нелетучими (некарбоновыми) кислотами. При алкалозе буферные основания возрастают за счет снижения нелетучих кислот. В норме колебания не более 2 ммоль/л, у плода с учетом допустимых изменений на фоне родов снижение до – 5 ммоль/л) [6].
Кроме того, в последние годы при оценке состояния пуповинной крови стали широко применять определение лактата крови – содержания молочной кислоты (сLactate). Лактат – показатель обмена в процессе превращения глюкозы в пируват (пировиноградную кислоту) под действием фермента лактатдегидрогеназы в отсутствии кислорода. В норме количество лактата в крови минимально, поскольку он полностью расщепляется в печени и в почках. Избыточное образование лактата в тканях запускается при недостатке кислорода и ведёт к закислению внутренней среды организма (лактатацидозу). Изменение концентрации лактата коррелирует с уровнем рН и ВЕ. Y. Ginosar и соавт. (2012) показали, что по уровеню лактата можно прогнозировать степень асфиксии и отдаленные осложнения [7]. R.A. Zimmerman и соавт. (2012) с целью улучшения прогнозирования неонатальных результатов определяли пируват в сочетании с лактатом. Лактат окисляется до пирувата после восстановления процессов клеточной оксигенации. В исследовании на доношенных и недоношенных детях показано, что высокий уровень лактата (>4,1 ммоль/л) в сочетании с повышением соотношения лактат/пируват (>22) с чувствительностью 100% и специфичностью 95,4% предсказывает ГИЭ новорожденных. Концентрация лактата, измеренная в газовом анализаторе у доношенных новорожденных в норме – 2,66±0,7 ммоль/л [8].
Патофизиологические основы метаболических нарушений при гипоксии плода
Значение рН крови определяется как отношение между респираторным (PCO2) и метаболическим (НСО3) компонентом. На начальном этапе интранатальной гипоксии плода вследствие гипоперфузии плаценты нарушается выведение углекислоты (СО2) и, таким образом, повышается парциальное давление СО2 (PCO2) в пуповинной крови, что указывает на респираторный ацидоз. При прогрессировании гипоксии сначала развивается смешанный ацидоз, а затем метаболический. Продолжительная ацидемия приводит к снижению уровня pH и увеличению дефицита оснований (BE). Ацидоз, формирующийся при уровне pH≥7,0, является респираторным и обычно не имеет важного клинического значения, так как между ним и развитием неврологических нарушений у новорожденных отсутствует взаимосвязь. Критическими цифрами pH и ВЕ, определяющими прогноз у детей в будущем являются значения pH <7,00 и ВЕ (бикарбонат [НСОз]) >12 ммоль/л [5]. ГИЭ наблюдалась в 12% наблюдений при рН пуповинной крови <7,0, в 33% при pН<6,9, в 60% при pН<6,8 и в 80% при pН<6,7. При pH<6,6 ни один из детей не выжил. При ВЕ>12 ммоль/л двигательные и когнитивные нарушения в возрасте 4–8 лет наблюдаются у 10% детей. Если ВЕ>16 ммоль/л данные нарушения наблюдаются в 40% наблюдений [9].
Если регистрируется метаболический ацидоз, то невозможно точно установить время начала гипоксии. Однако при респираторном ацидозе, так как этот этап обычно длится не более 30 минут, можно предположительно установить время начала ишемических нарушений и определить исходный уровень рН до начала гипоксических изменений по тому, как исчезают его признаки. Это можно сделать благодаря методу, описанному Айзенбергом (1987). На первом этапе для установления уровня повышения PCO2 необходимо вычесть из фактического показателя PCO2 нормальное значение PCO2 у новорожденных (50 мм рт. ст.). Затем, учитывая что каждые 10 мм рт. ст. углекислого газа (СО2) понижают pH на 0,08, необходимо поделить ранее рассчитанный избыток PCO2 на 10 и умножить на 0,08. В конце полученный результат необходимо добавить к уровню рН по данным КОС пуповинной крови для установления исходного показателя.
Например, после начала эпидуральной аналгезии у роженицы показатели кардиотокографии приняли патологический характер (децелерации и стойкая брадикардия у плода) и, несмотря на позиционную, инфузионную терапию, сохранялись в течение 20 минут, что потребовало экстренного родоразрешения путем кесарева сечения. Требовалось установить причинно-следственную связь между началом обезболивания и нарушением состояния плода. По данным КОС при рождении рH=6,949, PCO2=84,1. Используя формулу Айзенберга из полученного PCO2=84,1 вычитаем PCO2=50 (нормальное значение) = 34,1 мм рт. ст. Для определения характера ацидоза – 34,1÷10×0,08=0,273. Для получения исходного уровня рН – рН=6,949+0,273=7,22, что является нормальным показателем. Таким образом, определена прямая зависимость между проведением обезболивания и последующей гипоксией плода.
Второй пример: машиной скорой помощи доставлена роженица. В приемном покое зафиксирована брадикардия у плода, по данным осмотра: полное открытие шейки матки, головка плода в полости малого таза. Роженица экстренно переведена в родильное отделение, где через 10 минут после поступления она была родоразрешена путем операции акушерских щипцов в связи со страданием плода. Ребенок родился в состоянии тяжелой асфиксии. Требовалось установить, имеется ли связь между родоразрешением акушерскими щипцами и тяжелой асфиксией новорожденного. По данным КОС при рождении рH=6,6, PCO2=94,1. Из полученного PCO2=94,1 вычитаем PCO2=50 (нормальное значение) = 44,1 мм рт. ст. Для определения характера ацидоза – 44,1÷10*0,08=0,383. Для получения исходного уровня рН – рН=6,6+0,353=6,953, что указывает на метаболический ацидоз. Полученные данные говорят о продолжительной гипоксии, которая имела место еще на этапе до поступления роженицы в стационар.
Показания к определению КОС пуповинной крови
Забор пуповинной крови для определения КОС новорожденного проводится в следующих клинических ситуациях: преждевременные роды, мекониальное окрашивание околоплодных вод, экстренное родоразрешение (вакуум экстракция, акушерские щипцы, кесарево сечение), тазовое предлежание, дистоция плечиков, хорионамнионит или гипертермия в родах, безводный промежуток >48 часов, синдром задержки роста плода, заболевания щитовидной железы или сахарный диабет у матери, пре-эклампсия, многоплодная беременность, отслойка плаценты или дородовое кровотечение, патологический тип КТГ в родах, проведение забора крови из предлежащей части, оценка по шкале Апгар <4 баллов на 1-й минуте и <6 баллов на 5-й минуте.
Американской ассоциацией акушеров-гинекологов были рекомендованы следующие показания к забору пуповинной крови для определения КОС.
- Патологический тип КТГ в родах;
- Хорионамнионит или гипертермия в родах;
- Экстренная операция кесарева сечения вследствие дистресса у плода;
- Синдром задержки роста плода;
- Заболевания щитовидной железы у матери;
- Низкая оценка по шкале Апгар на 5-й минуте;
- Многоплодная беременность.
Определение КОС пуповинной крови требует дополнительных затрат учреждения на организацию и проведение анализа. Оценивая экономическую целесообразность, ACOG исходит из того, что по данным мировой статистики частота ДЦП составляет в среднем 2 наблюдения на 1000 новорожденных. Поэтому родовспомогательное учреждение с 3000 родов в год будет иметь 6 случаев ДЦП ежегодно [10]. Учитывая, что в пяти из шести наблюдений причина ДЦП не связана с гипоксией в родах, а обусловлена антенатальными причинами, то, с учетом юридической ответственности при неблагоприятном исходе родов, определение КОС пуповинной крови для исключения интранатального страдания плода у всех новорожденных признано целесообразным.
Методика забора крови
Особенностями плодово-плацентарного кровообращения является то, что пупочная вена несет насыщенную кислородом кровь к плоду, тогда как две пупочные артерии несут бедную кислородом кровь от плода к плаценте. Поэтому у плода кровь из вены пуповины характеризуется низкими уровнями рН и РСО2 и более высоким уровнем РО2, чем из артерии. Из этого следует, что пупочная артерия даёт наиболее точную информацию о состоянии новорожденного. Следовательно, необходимо четко определить, из какого сосуда проведен забор крови для определения КОС.
В ранее проведенных исследованиях определения газов крови пуповинных артерий и вены были обнаружены отличия. Уровень pH отличался на 0,02–0,49, РСО2 на 0,5–9,9 мм рт. ст. и ВЕ на 9,7–11,8, что не исключает значительный артериальный ацидоз при нормальном рН венозной крови. Также необходимо сравнивать и учитывать артериовенозную разницу pH и ВЕ. Так, большая разница в дефиците оснований указывает на острый характер нарушений, тогда как она не характерна для длительного течения процесса. Вышеизложенное определяет рекомендацию забора крови для определения КОС, как из артерии, так и вены пуповины.
Плацента – самостоятельный орган, метаболизм в котором может сохраняться еще некоторое время после родов. Из этого следует, что при отсроченном заборе крове для определения КОС из плаценты, результаты будут отражать метаболические процессы, проходящие в ней.
Представляет интерес оценка газов крови, взятой непосредственно из пуповины и сосудов плаценты. В образце венозной крови взятой из плацентарной части РО2, SО2 и РСО2 были ниже, по сравнению с образцом венозной крови из пуповины, а уровень рН – выше в артериальной крови из плаценты, по сравнению с пуповинным. Показано постепенное увеличение уровня рН и РСО2 и уменьшение РО2 в артериальной крови из пуповины, по мере перемещения места взятия от плода к плаценте. Таким образом, точка забора крови должна быть максимально стандартизирована и локализоваться в части пуповины, расположенной ближе к плоду.
Зависимость результатов от времени забора и проведения анализа крови
Если в стационаре отсутствует возможность проведения срочного анализа КОС, образцы крови при комнатной температуре могут храниться до 30 минут без значительных изменений в результатах. J.L. Maron и соавт. [11] определили, что газовый состав образцов крови остается неизменным в течение 60 минут соответственно.
Однако в рекомендациях RCOG указано, что необходимо учитывать снижение уровня pH крови на 0,05 за 30 мин, на 0,087 за 60 мин, и на 0,112 за 90 мин.
Ранее была изучена возможность их интерпретации спустя 0,5, 15, 30, 45 и 60 часов соответственно. На основании этого исследователями разработана математическая модель, которая позволяет определить исходный уровень рН и ВЕ, зная точное время взятия анализа.
Тем не менее, в практической работе результаты определения КОС пуповинной крови следует определять в минимально короткие сроки от рождения ребенка, так как результаты необходимы для выбора тактики лечения новорожденного.
Эффект пережатия пуповины
Как обсуждалось выше, плацента оказывает значительное влияние на результаты КОС, следовательно, целесообразно накладывать зажимы в месте забора крови. Было показано, что концентрация лактата в артериальной и венозной крови была выше на 20 минуте по сравнению с 1 минутой вне зависимости от пережатия, однако изменения в непережатой пуповине были более значимыми. Уровень рН не менялся в течение 60 минут в образце крови из пережатой пуповины и значительно менялся при непережатии. Дефицит оснований изменялся в обоих образцах. Таким образом, проведение забора крови для определения КОС из непережатой пуповины с задержкой во времени не представляется надежным, как и забор крови из пережатой пуповины спустя 20 минут для оценки уровня лактата. Также следует учитывать, что кровь, взятая на анализ из сосудов пережатой пуповины в течение 1 часа после родов не должна использоваться для оценки уровня лактата и ВЕ.
Влияние температуры
Низкие температуры тормозят биологические процессы, происходящие в образцах крови, и тем самым увеличивают временной интервал, в течение которого можно производить оценку результатов. Таким образом, важно выбрать необходимую температуру для транспортировки и хранения проб крови до их исследования в лаборатории. Считается, что при невозможности определения КОС в течение 50 минут, необходимо поместить образец в холодильник, так как при температуре до 6 градусов выше нуля, уровень рН в течение 6 часов изменяется не более 0,02.
N. Wiberg и соавт. [12] не обнаружили никаких существенных различий в уровне рН и газовом составе крови при хранении их при комнатной температуре и в холодильнике в течение часа.
Эффект гепарина
Гепарин необходим для предотвращения свертывания крови в шприце. Однако при его содержании более 10% объема шприца происходит закисление среды, что может быть причиной ошибок при измерении рН и РСО2.
Суммируя опыт, представленный в современной литературе и рекомендации ведущих обществ акушеров-гинекологов, правила забора пуповинной крови для определения КОС заключаются в следующем:
- После рождения ребенка наложить два зажима ближе к ребенку, выделив между ними сегмент пуповины длиной 10–20 см;
- Для исключения ошибки произвести забор крови в гепаринизированные шприцы (пробирки) отдельно из артерии и вены пуповины;
- Образцы проб поместить в холод и доставить в лабораторию;
- Исследование проб производить в минимально короткие сроки. При невозможности немедленного исследования – максимально допустимый период пригодности сегмента пуповины и крови для проведения анализа – 60 мин.
Заключение
Определение КОС пуповинной крови позволяет уточнить взаимосвязь между особенностями анте- и интранатального состояния плода и развитием гипоксических нарушений у новорожденного.
Анализ газового состава пуповинной крови рекомендуется в группе высокого риска. При наличии возможности, определение КОС пуповинной крови целесообразно проводить во всех родах, что позволяет повысить качество диагностики в ситуации не прогнозированных нарушений состояния у новорожденного.
Оптимальным является наложение на пуповину двух зажимов и забор крови из артерии и вены, так как это дает более полное представление о причине и характере гипоксии. Анализ следует проводить в минимально короткие сроки от забора, в отдельных ситуациях в течение 1 часа. Уровень pH<7,0 и дефицит оснований ≥12 ммоль/л, в сочетании с уровнем лактата >4,1 ммоль/л являются неблагоприятными прогностическими критериями в отношении неонатальной заболеваемости и отдаленных неврологических нарушений.
