Krew pępowinowa i jej rola w diagnostyce laboratoryjnej noworodka
Obecnie standardem jest pobieranie krwi pępowinowej po porodzie do badań równowagi kwasowo-zasadowej i mleczanów dla potrzeb lekarza neonatologa jako źródła dodatkowych informacji na temat stanu noworodka.
Narodziny są pierwszym, bardzo ważnym i stresogennym wydarzeniem w życiu dziecka. Adaptacja do życia pozamacicznego jest możliwa tylko i wyłącznie dzięki intensywnym zmianom zachodzącym w organizmie płodu pod koniec ciąży, podczas porodu i ostatecznie w okresie noworodkowym. Stres i związane z nim zmiany ogólnoustrojowe zachodzące w czasie porodu odgrywają niezwykle pozytywną rolę, umożliwiając przystosowanie do warunków zewnętrznych. Pierwszy oddech noworodka w 70% przypadków pojawia się w 1. minucie życia. Jest on wynikiem oddziaływania wielu czynników: bodźców zewnętrznych, chemicznych (wskutek wzrostu prężności dwutlenku węgla) oraz hemodynamicznych, po zaklemowaniu pępowiny, wobec znacznego wzrostu oporów w krążeniu systemowym. Pierwszy wdech i głośny krzyk noworodka powodują otwarcie pęcherzyków płucnych i wytworzenie pojemności zalegającej. Proces ten jest możliwy dzięki surfaktantowi wytwarzanemu przez nabłonek pęcherzyków płucnych. Pojawienie się tlenu w pęcherzykach płucnych na drodze odruchu powoduje rozszerzenie naczyń krążenia płucnego, zmniejszenie oporów płucnych, ten zaś proces prowadzi do polepszenia warunków wymiany gazowej w pęcherzykach płucnych. Etap ten może ulec zaburzeniu w sytuacji niedoboru surfaktantu – m.in. u wcześniaków, szczególnie u tych, u których nie było możliwości przeprowadzenia pełnej sterydoterapii prenatalnej, u noworodków z wrodzonym zapaleniem płuc i/lub posocznicą, zespołem aspiracji smółki czy chociażby w przetrwałym nadciśnieniu płucnym [1]. Rosnący płód uzależniony jest od tlenu i składników odżywczych, które dostarczane są przez błony łożyska z krwią tętniczą matki i transportowane do płodu za pośrednictwem pojedynczej żyły pępowinowej. Z kolei krew powraca do łożyska za pomocą dwóch tętnic pępowinowych jako odtlenowana krew zawierającą produkty przemiany materii płodu, w tym CO2, ulegające eliminacji w krążeniu matki za pomocą płuc i nerek. Zatem pępowina zawiera trzy naczynia: jedną dużą żyłę i dwie tętnice, które zespalają krążenie płodu z krążeniem krwi w łożysku matki. Po urodzeniu dziecka przepływ krwi od łożyska do noworodka zachowany jest jeszcze przez około 1 do 3 minut. Zaklemowanie powinno nastąpić nie później niż po 3 minutach po wydobyciu płodu. W przypadku wystąpienia przeciwwskazań związanych z konfliktem serologicznym, ciężkim stanem urodzeniowym noworodka oraz zakażeniem wirusem HIV u matki optymalne odpępnienie powinno nastąpić w czasie poniżej 30 sekund [2]. Wprowadzenie w niektórych ośrodkach w Polsce systemu LifeStart umożliwiło prowadzenie resuscytacji noworodka bez konieczności wcześniejszego odpępnienia.
Krew pępowinowa
Krew pępowinowa stanowi łatwo dostępny materiał, który nie uszczupla zasobów krwi krążącej do badań laboratoryjnych. Stanowi istotne źródło informacji o małym pacjencie, jej pobranie jest procedurą mało inwazyjną, nie wywołuje bólu u noworodka i jest wiarygodna dla szeregu oznaczeń laboratoryjnych.
W zależności od przyjętych standardów w danym ośrodku krew pępowinowa może służyć do wykonania następujących oznaczeń:
– równowagi kwasowo-zasadowej żylnej i tętniczej,
– stężenia elektrolitów, mleczanów, bilirubiny,
– grupy krwi noworodka,
– morfologii krwi z retikulocytami, CRP i prokalcytoniny z uwzględnieniem zakresów referencyjnych dla danego okresu życia noworodka,
– badania bakteriologicznego krwi.
Jest ona ponadto niezwykle istotnym źródłem krwi noworodka do wielu oznaczeń służących do badań naukowych.
Całkowita objętość krwi krążącej u noworodka urodzonego o czasie z urodzeniową masą ciała 3,5 kg wynosi około 280 ml, w przypadku noworodka urodzonego przedwcześnie z masą urodzeniową 0,5 kg, ilość krwi krążącej wynosi odpowiednio 40 ml. Utrata krwi związana z pobieraniem jej do badań laboratoryjnych zwiększa ryzyko transfuzji u noworodków urodzonych przedwcześnie, te zaś obarczone są dużym ryzykiem powikłań nieimmunologicznych, takich jak: powikłania zakrzepowo-zatorowe, martwicze zapalenie jelit, zaburzenia hemodynamiczne i krwawienie do OUN. Wykorzystanie krwi pępowinowej do badań laboratoryjnych, zwłaszcza w przypadku przedwcześnie urodzonych noworodków, stanowi fascynujący postęp w rozwoju neonatologii. Christensen i wsp. [3] wykazali, że rezygnacja lub ograniczenie przetoczeń krwi ze względu na wykorzystanie krwi pępowinowej do badań laboratoryjnych pozwoliło przesunąć czas pierwszego przetoczenia poza okres największej wrażliwości na IVH (krwawienie dokomorowe). Hansen i wsp. [4] porównując wyniki morfologii i posiewy we krwi pępowinowej z krwią pełną, wykazali, że krew pępowinowa może posłużyć jako materiał do oceny ryzyka wczesnej sepsy w oparciu o niską liczbę fałszywie dodatnich wyników we krwi pępowinowej oraz istotny związek z wysokimi wartościami indeksu neutrofilowego liczby form niedojrzałych do wszystkich neutrofili (I:T). Wartość tego wskaźnika > 0,3 związana jest z wysokim ryzykiem występowania infekcji. Beeram i wsp. [5] wykazali, że wartości morfologii krwi pępowinowej są zbliżone do wyników uzyskiwanych we krwi obwodowej.
Prokalcytonina (PCT)
Prokalcytonina (PCT) jest prekursorem kalcytoniny, zwykle syntetyzowanej w komórkach C tarczycy. Uogólniony stan zapalny i sepsa indukują wytwarzanie PCT przez różne typy komórek, w tym hepatocyty, nefrony, monocyty. PCT zaczyna rosnąć cztery godziny po ekspozycji na endotoksyny bakteryjne, osiągając maksymalną wartość od 6 do 8 godzin i pozostaje podwyższona przez co najmniej 24 godziny z okresem półtrwania wynoszącym 25-30 godzin. Stężenie PCT w surowicy znacząco wzrasta we wczesnej fazie posocznicy bakteryjnej, a także martwiczym zapaleniu jelit. PCT ma przewagę jako marker ogólnoustrojowej w sepsie, a jej okres półtrwania jest odpowiedni do codziennego monitorowania postępu choroby. PCT jest przydatnym markerem różnicującym etiologię bakteryjną od wirusowej, może być także przydatna w ocenie ciężkości infekcji, uogólnionej reakcji zapalnej i niewydolności narządowej. Wczesna diagnoza i leczenie mają kluczowe znaczenie dla poprawy skuteczności leczenia w pierwszych godzinach życia. Wiadomo także, że stężenia PCT u noworodków wykazują fizjologiczny wzrost podczas pierwszych dwóch dni życia, co komplikuje interpretację wyników w tym okresie. Joram i wsp. [6] wykazali, że PCT w krwi pępowinowej wydaje się być czułym i swoistym wskaźnikiem zakażenia przedporodowego, o wysokich wartościach dodatnich i ujemnych wartościach predykcyjnych i wydaje się bardziej wiarygodne niż białko C-reaktywne (CRP). Koncentrowanie się na stężeniach PCT we krwi pępowinowej przed wzrostem fizjologicznym lub ewentualną niewydolnością oddechową lub hemodynamiczną ułatwia interpretację wartości diagnostycznej stężenia PCT. Wykazano ponadto, że wartość prognostyczna stężenia prokalcytoniny jest o wiele wyższa w przypadku późnej posocznicy niż we wczesnej sepsie noworodka. Na tym również oparte są algorytmy postępowania w profilaktyce wczesnej sepsy noworodka, w których nie ma miejsca dla prokalcytoniny, ocenia się natomiast stężenie CRP i morfologię krwi z rozmazem między 6. a 12. godziną życia z oceną narastania CRP co ok. 12 godzin. Natomiast Su i wsp. [7] przeprowadzili ilościowy przegląd bazy danych literaturowych do 2013 r., szukając dowodów dotyczących wartości diagnostycznej markerów stanu zapalnego w surowicy matki lub krwi pępowinowej w rozpoznawaniu wczesnej postaci sepsy noworodków (EONS). Oceniano skuteczność diagnostyczną prokalcytoniny, białka C-reaktywnego i interleukiny 6 (IL-6) oraz liczby leukocytów w krew pępowinowa lub surowicy. Uznali oni, że stężenia IL-6 i PCT we krwi pępowinowej są wiarygodnym narzędziem w diagnostyce sepsy.
Ocena równowagi kwasowo-zasadowej
Pobieranie krwi pępowinowej żylnej i tętniczej do oceny równowagi kwasowo-zasadowej następuje po założeniu dwustronnej klemy na 10-20-centymetrowy odcinek pępowiny zaraz po urodzeniu. Opóźnienie w zaklemowaniu nawet o 45 sekund po urodzeniu powoduje znaczącą zmianę parametrów równowagi kwasowo-zasadowej [8-10]. Postępuje stopniowy spadek pH i niedoboru zasad, wzrastają natomiast pCO2 i mleczany. Krew pobierana jest do specjalnej heparynizowanej strzykawki, ważne jest, aby przed wymieszaniem usunąć pęcherzyki powietrza i zamknąć ją szczelnie, następnie w ciągu 30 minut, zgodnie z Rekomendacjami Instytutu Standardów Klinicznych i Laboratoryjnych (CLSI), wykonać oznaczenie gazometrii [11]. Dopuszcza się również pobranie próbki krwi do 60 minut po porodzie z zaciśniętego i wyizolowanego odcinka pępowiny do strzykawki z heparyną, którą należy umieścić w pojemniku z lodem do momentu wykonania oznaczenia, czyli w ciągu 30 minut. Zawsze należy pobierać dwie próbki krwi: pępowinową tętniczą i żylną w celu oceny ciężkości i rodzaju kwasicy [12, 13]. Gazometria oznaczona w żyle pępowinowej odzwierciedla równowagę kwasowo-zasadową matki i stanu łożyska natomiast w tętnicy pępowinowej reprezentuje ona stan metaboliczny noworodka w chwili urodzenia. Weryfikacja próbki krwi pępowinowej tętniczej polega na określeniu różnicy tętniczo-żylnej, która dla pH wynosi > 0,02, a dla pCO2 >3,75 mmHg. Tab. 1 przedstawia zakresy referencyjne dla krwi pępowinowej tętniczej i żylnej [13].
Tab. 1. Wartości referencyjne dla gazometrii krwi pępowinowej [13]
Wartość pH w we krwi pobranej z tętnicy pępowinowej nie powinna być niższa niż 7,10, a we krwi żylnej niższa niż 7,20. Wartość pH < 7,0 we krwi tętniczej pępowinowej jest uznawana za wykładnik istotnej kwasicy u noworodka, dodatkowo potwierdza to niedobór zasad > 12 mmol/l [14]. Wartość ta jest wykładnikiem narażenia płodu na okołoporodowe niedotlenienie.
Niedotlenienie okołoporodowe
Niedotlenienie okołoporodowe (PA, ang. perinatal asphyxia) jest zespołem objawów wynikających z niedostatecznej/upośledzonej dostępności tlenu – hipoksji – w obrębie różnych narządów i tkanek płodu i noworodka w okresie przedporodowym, śródporodowym lub bezpośrednio po porodzie. Tab. 2 przedstawia czynniki ryzyka niedotlenienia okołoporodowego [15].
Tab. 2. Czynniki ryzyka wywołujące niedotlenienie płodu [15]
Niedotlenienie okołoporodowe noworodka stanowi w dalszym ciągu istotny problem w perinatologii ze względu na szczególnie dotkliwe następstwa dla dziecka związane uszkodzeniem mózgu, manifestujące się jako opóźnienie w rozwoju psychoruchowym, padaczka czy mózgowe porażenie dziecięce. U noworodków urodzonych po 35. tygodniu ciąży niedotlenienie prowadzi do rozwoju encefalopatii niedotlenieniowo-niedokrwiennej (ENN) [16, 17]. Natomiast u noworodków przedwcześnie urodzonych prowadzi do rozwoju leukomalacji okołokomorowej. Zgodnie z Rekomendacjami Zespołu Ekspertów Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego [18] dotyczącymi opieki okołoporodowej i prowadzenia porodu z lipca 2009 r. ocena równowagi kwasowo-zasadowej i stężenia mleczanów we krwi pobranej z pępowiny po porodzie stanowi jedyną obiektywną metodę diagnostyczną oceniającą stan urodzeniowy noworodka. Zaleca się wykonywanie badań po każdym porodzie zabiegowym, w przypadku nieprawidłowych zapisów KTG w czasie porodu oraz gdy stan urodzeniowy noworodka jest oceniany na mniej niż 8 pkt w skali Apgar [19]. Skala Apgar od 1952 r. jest w stosowana w medycynie do oceny stanu noworodka w 1., 3., 5. i 10. minucie życia oraz prognozowania co do jego późniejszego rozwoju na podstawie pięciu podstawowych parametrów: akcji serca (puls), odruchów (reakcji na bodźce), napięcia mięśniowego, oddechu i zabarwienia skóry. Minimalnie noworodek może otrzymać 0 punktów, maksymalnie – 10. Skala opracowana przez Virginię Apgar jest oceną subiektywną i jej wartość jest różna w zależności od doświadczenia oceniającego [20]. W 1960 r. po raz pierwszy wykonano badanie gazometryczne krwi pępowinowej w celu połączenia tych dwóch niezależnych metod do oceny rokowania co do dalszego przeżycia dziecka.
Pomiar stężenia mleczanów
Od wielu lat w diagnostyce znajduje zastosowanie pomiar stężenia mleczanów. Techniki szybkiego pomiaru mleczanów w wykorzystaniem małych objętości krwi umożliwiają również ich pomiar we krwi pępowinowej. Mleczany powstają w wyniku wewnątrzkomórkowego metabolizmu glukozy z pirogronianu w reakcji katalizowanej przez enzym – dehydrogenazę mleczanową. Produkowane są przez komórki mięśni szkieletowych, krwinki czerwone, mózg oraz inne tkanki w procesie beztlenowej glikolizy. Nazwa została wprowadzona w 1780 r., kiedy to wyizolowano mleczany z próbek kwaśnego mleka. Następnie w 1843 r. wyizolowano mleczany z krwi kobiet zmarłych w wyniku posoczniczy [21]. W organizmie zdrowego człowieka dzienna produkcja mleczanów wynosi około 1500 mmol i dopóki w wątrobie oraz nerkach utrzymuje się ich metabolizm na normalnym poziomie, stężenie w osoczu krwi pozostaje w zakresie wartości referencyjnych (0,5-1,5 mmol/l). Nieprawidłowy wzrost mleczanów w osoczu (zwany hiperlaktatemią) występuje, jeśli tempo produkcji przekracza tempo jego usuwania. Mleczany obecnie stanowią czuły wskaźnik zaburzeń równowagi pomiędzy zapotrzebowaniem tkanek na tlen a dopływem tlenu. Wzrost mleczanów we krwi pępowinowej związany jest z obniżeniem pH i nadmiarem zasad. Badania wykazują, że stężenie mleczanów we krwi pępowinowej są wiarygodnym wskaźnikiem niedotlenienia poporodowego oraz ryzyka HIE. Zwiększone stężenie mleczanów w pierwszych godzinach życia do 6,9 mmol/l, zwłaszcza u noworodków urodzonych przedwcześnie, z małą masą urodzeniową, stanowi istotny zły czynnik rokowniczy zachorowalności, a nawet śmierci. Autorzy tego badania opracowali system oceny ciężkości oparty na trzech parametrach, z których każdy wykazuje silnie niezależny czynnik ryzyka śmierci – najwyższy to poziom mleczanu podczas pierwszych 12 godzin życia, następnie wiek ciążowy oraz obecność zagrażających życiu wad rozwojowych [22].
Podsumowanie
Obecnie standardem jest pobieranie krwi pępowinowej po porodzie do badań równowagi kwasowo-zasadowej i mleczanów dla potrzeb lekarza neonatologa jako źródło dodatkowych informacji na temat stanu noworodka, stanowi jedno ze wskazań do zastosowania hipotermii leczniczej, ale również jest cennym dokumentem w przypadku ewentualnych spraw roszczeniowych w postępowaniu sądowym [21].
