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La risoluzione di difetti cardiaci congeniti

I difetti cardiaci congeniti (CHD) comprendono un’ampia varietà di difetti cardiaci presenti alla nascita e colpiscono circa l’1 % della popolazione. Alla scarsa aspettativa e qualità di vita per i pazienti, si aggiungono le ingenti spese sanitarie sostenute.
La risoluzione di difetti cardiaci congeniti
Generalmente, nei CHD gravi si interviene nella prima infanzia con operazioni ad alto rischio sul cuore sviluppato, con lo scopo di ripristinare una circolazione sanguigna normale, ma con esiti incerti. Non è stato rinvenuto alcun collegamento tra mutazioni genetiche e CHD. Se ne inferisce che tali difetti cardiaci siano determinati da forze che causano un flusso anomalo del sangue nel feto.

Il progetto HEMODYNAMICS IN CHD (Mechanical regulation of congenital heart defects), finanziato dall’UE, ha studiato le forze che, nell’utero, rimodellano il cuore e determinano il CHD.

Si è ottenuta l’induzione di gravi difetti cardiaci negli embrioni di pulcino, utilizzando una ligazione atriale sinistra (LAL) e una ligazione atriale destra (RAL). Di seguito, sono stati prodotti turbamenti al flusso sanguigno, a sinistra o a destra del cuore, in fasi precoci del suo sviluppo. Sono stati creati modelli di misurazioni delle modificazioni morfologiche (ad esempio dimensioni delle valvole) e dell’emodinamica, utilizzando metodi di dinamica dei flussi computazionali (CFD).

Mediante la LAL al 4° giorno dell’embrione, gli scienziati sono riusciti a creare un modello animale di sindrome del cuore sinistro ipoplastico. I CHD creati utilizzando la RAL sono stati parte del primo modello del genere, generato per descrivere i difetti che interessano il lato destro del cuore.

Dalle analisi è emerso che le forze emodinamiche disturbate causano una morfologia cardiaca anomala. La valvola atrioventricolare sinistra è sensibilissima alla tensione di attrito sulla parete (WSS - wall shear stress) e una diminuzione produce una corrispondente riduzione delle dimensioni dell’orificio. Un aumento di WSS determina un aumento delle dimensioni dell’orificio della valvola. Lo sviluppo del ventricolo è sensibile al flusso atriale e una diminuzione determina una corrispondente diminuzione del volume ventricolare.

Nel complesso, i lati sinistro e destro reagiscono in modo diverso alle modifiche nelle forze indotte dal flusso. Tale fenomeno era previsto, poiché il lato sinistro, essendo parte della circolazione sistemica, opera sotto una pressione superiore al sistema polmonare destro. Riveste un’enorme valenza che le anomalie di WSS in corrispondenza della valvola aortica determinano un difetto, ma sono tollerate in corrispondenza della valvola polmonare.

La modellizzazione di CFD ha fornito informazioni approfondite sulle variazioni in ambienti emodinamici, ad esempio i livelli di tensione di attrito e i relativi effetti sullo sviluppo del cuore. Il trattamento in gestazione potrebbe comprendere un ripristino di forze tale da impedire lo sviluppo di valvole e camere con difetti.

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Keywords

Difetti cardiaci congeniti, flusso sanguigno, ligazione atriale, tensione di attrito, valvola