Impact of atrial fibrillation on hemodynamics in a sheep model of the Fontan circulation

Para muitas crianças que nascem com uma única câmara de bombeamento no coração, uma cirurgia complexa chamada operação de Fontan oferece uma chance de vida. Este procedimento redireciona o fluxo sanguíneo do corpo para que o sangue pobre em oxigênio viaje diretamente para os pulmões sem passar por uma segunda câmara de bombeamento. Em um coração saudável, o lado direito empurra o sangue para os pulmões, mas nesta circulação modificada, o sangue depende da pressão natural das veias para fluir passivamente para os pulmões. Este sistema funciona, mas é delicado. Como o sangue não está sendo ativamente empurrado por uma segunda bomba, toda a circulação depende fortemente do tempo e da força das câmaras superiores do coração, conhecidas como átrios, para ajudar a encher o ventrículo único. Quando o coração bate em um padrão rítmico e constante, este fluxo passivo é eficiente. No entanto, quando o ritmo cardíaco torna-se caótico, as consequências podem ser graves.

Problemas de ritmo cardíaco são uma ameaça comum e séria para pessoas que passaram por esta cirurgia. À medida que estes pacientes envelhecem, enfrentam um alto risco de desenvolver batimentos cardíacos irregulares, o que pode levar à insuficiência cardíaca ou à morte. Entre estas irregularidades, uma condição chamada fibrilação atrial está tornando-se cada vez mais comum. Na fibrilação atrial, as câmaras superiores do coração tremem rápida e caoticamente em vez de contraírem em um aperto coordenado. Embora os médicos saibam que esta condição é perigosa, a maneira exata como ela interrompe o fluxo sanguíneo passivo e único da circulação de Fontan permaneceu obscura. Compreender este impacto específico é crucial, pois poderia mudar a forma como os médicos monitoram e tratam estes pacientes à medida que envelhecem.

Para descobrir estas mecânicas ocultas, investigadores da Oregon Health & Science University recorreram a um modelo vivo que mimetiza de perto a anatomia humana: a ovelha. Eles criaram uma circulação de Fontan em ovelhas adultas fêmeas, um procedimento que envolve conectar as grandes veias que trazem o sangue de volta ao coração diretamente à artéria pulmonar, contornando todo o lado direito do coração. Uma vez concluída a cirurgia e estabilados os animais, a equipa introduziu a fibrilação atrial para ver o que aconteceria. Fizeram isto utilizando o pacing elétrico para fazer com que as câmaras superiores batessem a um ritmo frenético de 400 a 600 vezes por minuto, induzindo o ritmo caótico. Em seguida, mediram o fluxo sanguíneo, a pressão e os níveis de oxigénio nos animais enquanto estavam neste estado e compararam esses números com quando o coração batia num ritmo normal e constante.

Os resultados foram imediatos e marcantes. Quando as ovelhas desenvolveram fibrilação atrial, o seu fluxo sanguíneo diminuiu significativamente. A quantidade de sangue que o coração bombeou por minuto caiu cerca de 30 por cento. Ao mesmo tempo, a pressão nas veias que levam aos pulmões aumentou em dois milímetros de mercúrio. Este aumento de pressão é crítico porque, neste tipo de circulação, a pressão elevada nas veias significa que o sangue tem dificuldade em entrar nos pulmões, criando um gargalo que priva o resto do corpo de oxigénio fresco. Os investigadores também descobriram que a diferença de oxigénio entre o sangue que entra no corpo e o sangue que retorna ao coração cresceu muito, indicando que os tecidos estavam a extrair mais oxigénio para compensar a redução do fluxo. De facto, o estudo calculou que o aperto coordenado das câmaras superiores do coração contribui com aproximadamente 30 por cento do fluxo sanguíneo total neste tipo específico de cirurgia cardíaca. Quando esse aperto se perde devido a um ritmo caótico, o sistema perde um motor vital.

O estudo incluiu oito ovelhas, mas apenas quatro desenvolveram a arritmia, seja espontaneamente após a cirurgia ou através do pacing induzido. Apesar do pequeno número de animais que apresentaram a condição, as mudanças foram consistentes e estatisticamente significativas. A frequência cardíaca em algumas das ovelhas permaneceu próxima do normal, enquanto outras aceleraram, mas em todos os casos de fibrilação atrial, o fluxo sanguíneo sofreu. Os investigadores observaram que, embora o modelo de ovelha difira dos pacientes humanos no sentido de que a cirurgia foi realizada numa única etapa em vez da abordagem em etapas utilizada para crianças, a física fundamental da circulação é semelhante. As descobertas sugerem que, para pacientes com uma circulação de Fontan, manter um ritmo cardíaco constante não é apenas uma questão de conforto, mas uma necessidade fisiológica. O sistema de fluxo passivo do coração é demasiado frágil para tolerar a perda do impulso coordenado da câmara superior.

Estas observações destacam a necessidade premente de melhores estratégias para prevenir e gerir problemas de ritmo cardíaco nesta população crescente de pacientes adultos. À medida que mais crianças sobrevivem a defeitos cardíacos complexos e vivem até à idade adulta, o número de pessoas a viver com uma circulação de Fontan está a aumentar e, com ele, a probabilidade de desenvolverem fibrilação atrial. O estudo implica que os médicos devem ser vigilantes, reconhecendo estas perturbações do ritmo precocemente e tratando-as de forma eficaz antes que causem danos duradouros. O coração de um paciente de Fontan é uma máquina finamente ajustada que depende de cada parte funcionar em sincronia; quando o ritmo quebra, todo o sistema falha.