Normalmente, en la semana 22 de embarazo, el trofoblasto ha invadido las arterias espirales que irrigan el espacio intervelloso. El diámetro de las arterias espirales aumenta de 4 a 6 veces con respecto al de las mujeres no embarazadas, el endotelio es sustituido por trofoblasto y la lámina elástica interna es sustituida por trofoblasto y una matriz amorfa que contiene fibrina. Estos cambios vasculares se extienden desde el espacio intervelloso hasta el tercio interno del miometrio. La sangre fluye sin obstáculos hacia el espacio intervelloso y sobre el árbol velloso que contiene los vasos fetales. Se garantiza un intercambio fácil de oxígeno, nutrientes y productos de desecho metabólicos.
En un embarazo preeclámptico, la implantación trofoblástica suele ser anormal. Los cambios observados en las arterias espirales en un embarazo normal no se producen o se limitan a la porción decidual de los vasos. Los segmentos miometriales mantienen sus capas de músculo liso sensibles a los agentes presores circulantes, en particular a la angiotensina II. El volumen de trofoblasto en las arteriolas espirales se reduce al 40% del que existe en el embarazo normal. La perfusión es deficiente y se asocia a una disfunción de las células endoteliales. Se desarrolla un desequilibrio en el sistema prostaciclina-tromboxano con una sobreproducción relativa de tromboxano que favorece el vasoespasmo de las arteriolas espirales y la agregación plaquetaria local.
El revestimiento muscular y la íntima de las arterias espirales se dañan y se convierten en ateróticas, un proceso comparable a la arteriosclerosis acelerada en el que los vasos se ocluyen con material fibrinoide y se acumulan macrófagos espumosos en su pared necrótica. Su mayor estrechamiento provoca un nuevo aumento de la presión arterial. La perfusión del espacio intervelloso disminuye aún más y suele producirse un retraso del crecimiento intrauterino.
Se observan cambios similares en el rechazo de aloinjertos, lo que sugiere que la preeclampsia tiene una base inmunológica.
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