Maternal cardiovascular function: Closing the circle.

Abstract

In 2015, approximately 65,000 deliveries occurred in Flanders, from which 4.6% were complicated by hypertension during pregnancy. This disease is linked to maternal and neonatal morbidity. It covers three types of hypertension: (1) gestational hypertension, (2) early/late preeclampsia and (3) chronic hypertension. Current research is focused on understanding the pathophysiology and developing prediction models. It is already known that maternal cardiovascular maladaptations could lead to hypertension during pregnancy. Exploring the maternal cardiovascular functioning is possible through easy, safe and non-invasive techniques. In this thesis, we used a trio of standardized and validated techniques to assess the maternal circulation: an ECG-Doppler ultrasonography for arteries and veins, impedance cardiography for heart function and bio-impedance for body volume balance. These techniques were applied to 1,763 pregnant women in first, second or third trimester. In this thesis, we added some novel insights to the current (patho)physiologic understanding of hypertensive disorders in pregnancy, but also to the development of small babies. A first trimester assessment already reveals sufficient information to distinguish between small for gestational age neonates, gestational hypertension, early and late preeclampsia. Small for gestational age neonates are related to low maternal body volumes with activated compensating venous and arterial systems. Gestational hypertension has cardiac dysfunction, higher peripheral resistance and already higher blood pressures in first trimester. An additional venous dysfunction is a typical preeclamptic characteristic. An additional uterine arterial dysfunction with high total body water is related to early preeclampsia. A gradual (trimestral) worsening of the cardiovascular characteristics manifests and identifies with more certainty the different types in second or third trimester. During pregnancy, the uterine circulation is directed by the maternal circulation, which sends large fractions of blood to the uterus. We showed that this mechanism is more activated in pathological pregnancies, than in uncomplicated pregnancies. In addition, we translated these typical cardiovascular aberrations to a clinical prediction model. This gives the opportunity to screen the pregnant population for gestational hypertension, early and late preeclampsia in first and second trimester. A tailored therapeutic management, based on the type of hemodynamic aberrations, and intensified follow-up through remote monitoring of blood pressures becomes the next step in managing hypertension in pregnancy.

In 2015 werden 65.000 zwangerschappen geregistreerd in Vlaanderen, waarvan circa 4,6% gecompliceerd waren met hypertensie tijdens de zwangerschap. Deze aandoening is geassocieerd met maternale (moederlijke) en neonatale morbiditeit. Hypertensie tijdens de zwangerschap omvat drie types: (1) gestationele hypertensie, (2) vroege en late zwangerschapsvergiftiging (preeclampsie) en (3) chronische hypertensie. Met het huidige onderzoek trachten we het achterliggende mechanisme en het ontstaan van deze aandoeningen te achterhalen. Bovendien is er nood aan een vroegtijdige screeningsprocedure om risicopatiënten in kaart te brengen. Het is reeds gekend dat foutieve veranderingen in het hart en de bloedvaten tijdens de zwangerschapsperiode kunnen leiden tot hypertensie. Een meting van het hart en de bloedvaten tijdens de zwangerschap kunnen een idee geven over hoe goed of slecht ze functioneren. Dit is mogelijk aan de hand van een aantal eenvoudige, veilige en niet-invasieve technieken. In deze thesis maakten wij gebruik van 3 gestandaardiseerde en gevalideerde technieken: 1) ECG-Doppler echografie om de functie van de aders en slagaders te meten, 2) Impedantie Cardiografie om het functioneren van het hart te meten en 3) Bio-Impedantie om het totale lichaamsvocht en de vochtbalans te schatten. Deze technieken werden toegepast bij 1.763 zwangere vrouwen in hun eerste, tweede of derde zwangerschapstrimester. Deze thesis heeft bijgedragen aan een heel aantal nieuwe inzichten over de (patho)fysiologie van hypertensieve zwangerschappen, maar ook het basisprobleem van kleine baby’s werd achterhaald. Zo stellen we met behulp van een meting in het eerste trimester typische kenmerken vast waarmee we een cardiovasculair onderscheid kunnen maken tussen groei restrictie (kleine baby’s), gestationele hypertensie, vroege en late zwangerschapsvergiftiging. Groeirestrictie is geassocieerd met een laag maternaal lichaamsvolume en compenserende aders en slagaders. Gestationale hypertensie kenmerkt zich door een hoge bloeddruk, een hoge weerstand van de bloedvaten en hartafwijkingen. Vertonen de aders bovendien afwijkingen, dan wijst dit richting zwangerschapsvergiftiging. Een bijkomende verstoring aan de baarmoederslagaders samen met een hoge vochtbalans is karakteristiek voor het vroege, ernstige type van zwangerschapsvergiftiging. Naarmate de zwangerschap vordert, des te meer zullen de bloedvaten en het hart eronder lijden en zullen deze afwijkende signalen beter meetbaar worden. Tijdens de zwangerschap sturen het hart en de bloedvaten van de moeder een grote hoeveelheid bloed naar de baarmoeder, maar dit mechanisme is meer geactiveerd in pathologische zwangerschappen in vergelijking met normale zwangerschappen. Deze afwijkende cardiovasculaire kenmerken zijn krachtig genoeg om reeds in het eerste en tweede trimester een onderscheid te maken tussen de verschillende types van hypertensie. Hierdoor is er een duidelijke medische basis om vroegtijdig in de zwangerschap te screenen. Op basis van deze afwijkingen in het hart en de bloedvaten is een gepersonaliseerde en aangepaste therapie mogelijk in de toekomst. Bovendien zijn patiënten met een verhoogd risico gebaat bij een intensievere follow-up tijdens de zwangerschap. Hier kan telemonitoring van de bloedruk(ken) een belangrijke rol spelen.