FUNDAMENTOS: Recentemente demonstramos reversão da constrição ductal fetal após redução da ingesta materna de alimentos ricos em polifenóis (ARP), por sua ação inibidora da síntese das prostaglandinas. OBJETIVOS: Testar a hipótese de que fetos normais no 3º trimestre também melhoram a dinâmica ductal após restrição materna de polifenóis. MÉTODOS: Ensaio clínico aberto com 46 fetos com idade gestacional (IG) > 28 semanas submetidos a dois estudos Dopplerecocardiográficos com intervalo de duas semanas, sendo os examinadores cegados para os hábitos alimentares maternos. Um questionário de frequência alimentar validado para esse objetivo foi aplicado e uma dieta com alimentos pobres em polifenóis (< 30 mg/100 mg) foi orientada. Um grupo controle de 26 fetos no 3º trimestre foi submetido ao mesmo protocolo. Utilizou-se o teste-t para amostras independentes. RESULTADOS: A IG média foi 33 ± 2 semanas. A média do consumo materno diário de polifenóis (CMDP) foi 1277 mg, caindo para 126 mg após orientação (p = 0,0001). Ocorreu diminuição significativa nas Velocidades Ductais Sistólica (VSD) e Diastólica (VDD) e na relação dos diâmetros ventriculares (VD/VE), assim como aumento do índice de pulsatilidade (IP) [VSD = 1,2 ± 0,4 m/s (0,7-1,6) para 0,9 ± 0,3 m/s (0,6-1,3) (p = 0,018);VDD = 0,21 ± 0,09 m/s (0,15-0,32) para 0,18 ± 0,06 m/s (0,11-0,25) (p = 0,016); relação VD/VE = 1,3 ± 0,2 (0,9-1,4) para 1,1 ± 0,2 (0,8 - 1,3) (p = 0,004); IP do ducto = 2,2 ± 0,03 (2,0-2,7) para 2,4 ± 0,4 (2,2-2,9) (p = 0,04)]. A IG média dos controles foi de 32 ± 4 semanas, não ocorrendo diferenças significativas no CMDP, nas velocidades ductais, no IP do ducto e na relação VD/VE. CONCLUSÃO: A restrição da ingesta de alimentos ricos em polifenóis no 3º trimestre por duas semanas melhora a dinâmica do fluxo no ducto arterioso fetal e as dimensões do VD.
Instituto de Cardiologia - Fundação Universitária de Cardiologia, Porto Alegre, RS - Brasil
A relação entre o consumo materno de polifenóis e a constrição ductal no terceiro trimestre da gestação tem sido demonstrada em diversos estudos clínicos e experimentais. Acredita-se que o mecanismo básico dessa associação seja a ação dos polifenóis sobre a cascata metabólica que resulta na síntese das prostaglandinas, inibindo-a da mesma maneira que o fazem os anti-inflamatórios não esteroides, como classicamente descrito há muitas décadas.
Recentemente, demonstramos que a constrição ductal que ocorre na ausência de história de ingestão materna de anti-inflamatórios farmacológicos é revertida pela restrição dietética do consumo de alimentos ricos em polifenóis no terceiro trimestre, tais como chás caseiros, chimarrão, chocolate amargo, café passado, derivados de uva, laranja, bergamota, frutas vermelhas, maçã e óleo de oliva1. Outras evidências clínicas e experimentais corroboram a associação de alterações no comportamento do fluxo no ducto arterioso fetal ao consumo pelas gestantes de alimentos com alta concentração dos anti-inflamatórios naturais representados pelos polifenóis2,3.
Um questionário de frequência alimentar desenhado para quantificar a concentração de polifenóis ingeridos por gestantes no terceiro trimestre foi recentemente validado em nosso meio4, constituindo-se em método prático e informativo para mensurar a dieta pregressa relacionada à ingesta de substâncias ricas em polifenóis de acordo com seus padrões alimentares habituais.
Este estudo testa a hipótese de que fetos normais no terceiro trimestre de vida intrauterina, assim como havia sido demonstrado nos conceptos com constrição ductal, também mostram melhora da dinâmica do
Um ensaio clínico aberto foi desenhado, com o propósito de avaliar o efeito da orientação nutricional materna com restrição da ingesta de alimentos ricos em polifenóis na dinâmica do ducto arterioso de fetos sem alterações cardíacas anatômicas ou funcionais.
Em novembro de 2005, iniciamos, na Unidade de Cardiologia Fetal do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul, um programa estruturado com o objetivo de avaliar rotineiramente a dinâmica do fluxo do ducto arterioso fetal. Fetos no 3º trimestre de gestação, com ou sem fatores de risco para anormalidades cardíacas, foram avaliados por Doppler ecocardiografia com esse propósito. O grupo de estudo foi composto por 46 fetos hígidos com fluxo ductal dentro dos limites da normalidade de mães que vinham em uso habitual de alimentos ricos em polifenóis após 28 semanas de gestação e consentiram em participar do estudo. Um grupo controle de 26 fetos hígidos no 3º trimestre gestacional de mães sem nenhuma anormalidade foi também avaliado. Nesse grupo, utilizado para comparação, não foi realizada intervenção dietética. Em ambos os grupos não havia relato de uso materno de medicamentos contendo AINES e/ou esteroides ou uso de outras drogas lícitas ou ilícitas durante o 3º trimestre de gestação, assim como a presença de doença materna aguda ou crônica.
Todas as gestantes foram submetidas, após consentimento informado, a um detalhado Questionário de Frequência Alimentar (QFA) baseando-se no período total da gestação. No caso de alimentos que não foram consumidos durante todo período gestacional, foi feita uma estimativa do consumo diário do alimento. Essa estimativa foi realizada através da multiplicação da porção relatada, pela frequência de consumo, e dividida pelo número de dias da unidade de tempo (dia, semana, mês ou ano). O ano foi contabilizado como o total de dias da gestação. A quantidade do consumo alimentar, durante a aplicação dos inquéritos, foi aferida por meio de medidas caseiras e estimada por fotos5.
A quantificação dos polifenóis totais na dieta materna foi realizada através de um QFA validado em gestantes4. O QFA apresenta uma lista de 52 alimentos ricos em polifenóis, onde se considerou alimento rico em polifenol aquele que estava acima do percentil 75, ou seja, com pelo menos 30 mg de polifenol por 100 g de alimento, conforme estabelecido pelo banco de dados America6, que apresenta as subclasses e o conteúdo de flavonoides de 385 alimentos, e do banco de dados francês7, que contém mais de 300 alimentos cadastrados, com os valores de polifenóis totais e de suas diversas subclasses para cada alimento. Os resultados de polifenóis totais encontrados nos questionários alimentares foram descritos em miligramas (mg).
A quantificação de polifenóis totais da bebida chimarrão (infusão da erva mate
Após a aplicação do QFA, na primeira entrevista, as gestantes do grupo intervenção foram orientadas a evitar o consumo de alimentos com alto teor de polifenóis, ou seja, alimentos com concentração acima de 30 mg de polifenol por 100 g de alimento, conforme listados no banco de dados americano6.
Após duas semanas, no mesmo dia da reavaliação ecocardiográfica fetal, as gestantes responderam novamente ao QFA, e a quantidade de polifenóis totais ingerida nesse período foi novamente calculada. Na reavaliação todas as gestantes foram orientadas a fazer restrição alimentar até o final da gestação, e diferentes alimentos pobres em polifenóis, ou seja, os alimentos com uma concentração inferior a 30 mg de polifenóis por 100 g de alimento (abaixo do percentil 25) foram sugeridos para substituir os micronutrientes essenciais na gestação, que estão presentes nos alimentos ricos em polifenóis.
As 26 gestantes do grupo controle, no qual não foi realizada intervenção dietética, responderam ao mesmo questionário após realização do primeiro ecocardiograma fetal e após duas semanas de seguimento, momento em que foi realizado o exame de reavaliação Dopplerecocardiográfica.
O ecocardiograma fetal completo com Doppler e mapeamento de fluxo em cores foi realizado em todos os pacientes, sendo realizada a análise sequencial segmentar do coração fetal, definindo o
Avaliaram-se as Velocidades Ductais Sistólicas e Diastólicas (VDS,VDD), o Índice de Pulsatilidade (IP) e a razão dos diâmetros dos Ventrículos Direito e Esquerdo (VD/VE).
Foram avaliados o pico de VDS, o pico de VDD, o IP, obtido pela razão VD/VE9. Considerando que o IP é independente da idade gestacional, esse parâmetro foi considerado como critério maior para descartar o diagnóstico de contrição prematura do ducto arterioso fetal10.
Nos fetos do grupo intervenção, um ecocardiograma fetal controle foi realizado no mesmo dia da reavaliação nutricional (após o período mínimo de duas semanas), para avaliar o efeito da intervenção dietética materna sobre a dinâmica do fluxo do ducto arterioso fetal e da razão VD/VE.
Nas 26 gestantes do grupo controle, um ecocardiograma fetal foi realizado no momento da primeira avaliação nutricional e após duas semanas, no mesmo dia da reavaliação dietética.
Para a realização do ecocardiograma fetal, foi utilizado um ecocardiógrafo marca General Electric modelo Vivid III Expert ou Vivid 5S, com capacidade para imagens bidimensionais de alta resolução, modo M, Doppler pulsado e contínuo e mapeamento de fluxo em cores, com transdutores convexo ou setorial multifrequenciais de 4 a 8 MHz. Todos os exames foram realizados por cardiologistas pediátricos com experiência em ecocardiografia fetal.
Os dados numéricos foram apresentados com média ± Desvio Padrão (DP). Para comparação dos parâmetros de fluxos ductais, dos índices de pulsatilidade e das razões VD/VE antes e após suspensão das substâncias ricas em polifenóis. Foi utilizado o teste-t bicaudal de Student para amostras pareadas e para comparação da quantidade de ingestão materna de polifenóis foi aplicado o teste de Wilcoxon. O nível de significância de 0,05 foi utilizado para todos os testes estatísticos. O tamanho da amostra foi estabelecido considerando-se,
O consumo materno diário de alimentos ricos em polifenóis foi documentado em todos os casos e controles. Nenhum paciente avaliado neste estudo apresentava história de consumo de AINES.
No grupo intervenção, a idade materna média foi de 33 ± 2 semanas e a média do consumo materno diário de polifenóis foi 1.277 mg/dia. Após orientação dietética de restrição dos alimentos ricos em polifenóis, o consumo médio diário de polifenóis caiu para 126 mg/dia (p = 0,0001) (
A reavaliação ecocardiográfica decorrido o período de duas semanas evidenciou diminuições significativas na VSD, VDD e na relação VD/VE, assim como um aumento no IP do ducto (
No grupo controle, a IG média foi de 32 ± 4 semanas, e não houve nenhuma diferença estatisticamente significativa nas variáveis analisadas na reavaliação após o período de duas semanas. O consumo materno de polifenóis diário de alimentos ricos em polifenóis foi 1192 mg/dia no momento basal e 1.093 mg/dia na reavaliação (
Este estudo demonstra que, em fetos normais, da mesma forma como já descrito em fetos com constrição ductal, a intervenção dietética dirigida à restrição da ingesta de alimentos ricos em polifenóis por gestantes no 3º trimestre melhora a dinâmica do fluxo no ducto arterioso fetal e diminui o tamanho do ventrículo direito.
São bem conhecidos os efeitos da constrição ductal sobre a hemodinâmica fetal, usualmente acarretando sobrecarga ventricular direita, regurgitação tricúspide de variados graus e especialmente aumentando o risco de hipertensão pulmonar no período neonatal, situação clínica potencialmente grave e por vezes até fatal11,12. A etiologia mais conhecida, já há quase três décadas, para a constrição do ducto arterioso, é o consumo materno de medicamentos anti-inflamatórios não esteroides no terceiro trimestre da gestação. Esse efeito dos anti-inflamatórios sobre o ducto decorre da inibição da rota metabólica da prostaglandina, especialmente da ciclooxigenase-2, impedindo a transformação do ácido aracdônico em prostaglandina13-15.
A análise da literatura sobre o mecanismo das ações antioxidantes e anti-inflamatórias dos polifenóis, benéficos a tão grande parcela da população, pelas evidências científicas de seus efeitos etnomedicinais, mostra que um grande número de moléculas derivadas de alimentos funcionais e plantas tem sido isolado e mesmo introduzido com sucesso na indústria farmacêutica internacional16,17. Já foram demonstrados de forma inequívoca que os polifenóis diminuem o estresse oxidativo (inclusive na gestação)18, os níveis de colesterol e triglicerídios plasmáticos19, a pressão arterial20-22, as consequências da hipersecreção gástrica23, o desenvolvimento de algumas neoplasias24-27 e de aterosclerose28,29, as manifestações do envelhecimento30 e da doença de Alzheimer31,32, além de diversos outros agravos à saúde. Polifenóis como a quercitina e o kempferol, entre tantos outros, presentes em inúmeros alimentos, tiveram sua atividade anti-inflamatória e antinociceptiva mensuradas, tendo sido demonstrados efeitos tão ou mais potentes que os da indometacina33-35, dependentes da inibição da modulação do ácido aracdônico e a consequente síntese das prostaglandinas, especialmente E-2, responsável pela patência do ducto arterioso fetal. Por isso, parece óbvio que esse mesmo mecanismo seja o responsável pelo único efeito deletério conhecido dessas substâncias e dos alimentos em que elas estejam presentes em maior concentração, a constrição ductal observada após a ingestão materna de alimentos ricos em polifenóis no terceiro trimestre da gestação. Os alimentos mais ricos em compostos polifenólicos são o chimarrão, o chá preto, o chá verde e outros chás caseiros, o chocolate amargo, o café preto, a uva, a laranja, a bergamota, as frutas vermelhas, o azeite de oliva e outros, também de consumo habitual6. Vários trabalhos experimentais e clínicos já demonstraram a relação causal entre polifenóis e alterações do fluxo ductal, assim como maiores velocidades do fluxo no ducto e maior diâmetro ventricular direito em fetos normais expostos a dietas mais ricas em polifenóis2,3,36,37.
A hipótese conceitual do presente estudo foi de que as VDS e VDD diminuiriam e o IP aumentaria, ao mesmo tempo que a relação entre os VD/VE mostraria redução em fetos normais submetidos a uma dieta orientada no sentido de diminuir a ingesta de alimentos ricos em polifenóis para níveis abaixo do percentil 25 da média de ingesta populacional na gestação, já estabelecida previamente4, em comparação com um grupo controle em que nenhuma intervenção nutricional fosse realizada. Como já mencionado, a fundamentação para sua formulação foi baseada nos conhecimentos construídos ao longo dessa linha de pesquisa, e de forma muito especial com a demonstração de reversão dos efeitos constritivos do ducto após a restrição da ingestão materna de polifenóis1. Sendo a constrição ductal um fenômeno não categórico, tipo "sim ou não", mas um espectro contínuo, com gravidade crescente proporcional às manifestações clínicas de sobrecarga ventricular direita, regurgitação tricúspide e/ou pulmonar e Dopplerecocardiográficas de aumento das velocidades sistólica e principalmente diastólica do fluxo ductal, assim como de diminuição do seu índice de pulsatilidade, parece lógico considerar que alterações iniciais, mesmo que ainda não preenchendo os critérios clássicos de constrição, podem evoluir para formas mais graves, ultrapassando os pontos de corte diagnósticos já estabelecidos. Por isso, a amostra deste trabalho foi constituída de fetos da população geral, com exclusão daqueles que já tivessem diagnóstico de constrição ductal, de forma a demonstrar como a orientação nutricional pode diminuir o risco potencial para o desenvolvimento da doença.
O delineamento do estudo foi de um ensaio clínico aberto, em que os fetos controles e os do grupo intervenção foram incluídos aleatoriamente e de forma sequencial não intencional, estando os examinadores cegados quanto à entrevista nutricional. Os resultados obtidos corroboraram integralmente a hipótese conceitual, tendo sido demonstrados todos os desfechos previstos em sua concepção.
O QFA é considerado o método mais prático, informativo e o mais utilizado para mensurar a dieta pregressa, pois tem a capacidade de classificar os indivíduos segundo seus padrões alimentares habituais, além de ser um instrumento de fácil aplicabilidade e baixo custo, o que viabiliza sua utilização em estudos populacionais38. Em 1973, o QFA foi recomendado entre os métodos de avaliação dietética pela
A adesão à dieta pelas gestantes que participaram desse estudo, reduzindo a ingestão diária de alimentos específicos com alto conteúdo de polifenóis após orientação nutricional para uma quantidade bastante inferior6, aponta para a viabilidade de estabelecer hábitos alimentares com baixo consumo dessas substâncias. Estamos obviamente cientes de que é muito difícil retirar totalmente os polifenóis ao tentarmos estabelecer uma dieta saudável, mas o objetivo de melhorar a dinâmica do fluxo ductal em nossos pacientes, no entanto, foi alcançado com a orientação da dieta prescrita. Uma vez que muitos alimentos substitutos com pequenas quantidades de polifenóis estão amplamente disponíveis, as necessidades nutricionais do período gestacional podem ser mantidas.
Outros estudos nessa linha de investigação estão em andamento, tais como um registro multicêntrico internacional, uma avaliação da associação de hipertensão pulmonar neonatal com o maior consumo materno de polifenóis no terceiro trimestre, um estudo relacionando os níveis de prostaglandina circulante materna com o consumo e a excreção de polifenóis pelas gestantes e trabalhos experimentais com modelos em fetos de ratas e ovelhas sobre os mecanismos da constrição ductal e suas relações com a cascata inflamatória, o estresse oxidativo e os níveis de polifenóis.
A pirâmide de evidências já acumuladas até o momento impõe, no mínimo, uma nota de cuidado em relação ao consumo pelas gestantes de alimentos com altas concentrações de polifenóis.
Em conclusão, este estudo demonstra que a intervenção na dieta materna no 3º trimestre gestacional, restringindo a ingestão de alimentos ricos em polifenóis por um período maior ou igual a duas semanas, resulta em melhora da dinâmica do fluxo do ducto arterioso fetal e reduz as dimensões do ventrículo direito. Esse novo conhecimento pode influenciar a monitorização e orientação obstétricas dos hábitos alimentares das gestantes no final da gravidez.
Concepção e desenho da pesquisa e Análise e interpretação dos dados: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Naujorks AA, Nicoloso LH; Obtenção de dados: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Zílio AM, Nicoloso LH, Barbisan CW, Busato S, Lopes M, Klein C; Análise estatística: Zielinsky P, Naujorks AA; Obtenção de financiamento: Zielinsky P; Redação do manuscrito: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Zílio AM, Barbisan CW, Busato S, Lopes M, Klein C; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Naujorks AA, Nicoloso LH, Lopes M.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi parcialmente financiado pela FAPERGS, Capes e CNPq.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Paulo Zielinsky Av. Princesa Isabel, 370, Santana. CEP 90620-000, Porto Alegre, RS - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 18/12/12; revisado em 23/04/13; aceito em 20/06/13.
Este artigo foi premiado no 67º Congresso Brasileiro de Cardiologia.
BACKGROUND:We have recently demonstrated reversal of fetal ductal constriction after dietary maternal restriction of polyphenol-rich foods (PRF), due to its inhibitory action on prostaglandin synthesis. OBJECTIVE: To test the hyphotesis that normal third trimester fetuses also improve ductus arteriosus dynamics after maternal restriction of polyphenols. METHODS: Open clinical trial with 46 fetuses with gestational age (GA) > 28 weeks submitted to 2 Doppler echocardiographic studies with an interval of at least 2 weeks, being the examiners blinded to maternal dietary habits. A validated food frequency questionnaire was applied and a diet based on polyphenol-poor foods (<30mg/100mg) was recommended. A control group of 26 third trimester fetuses was submitted to the same protocol. Statistics used t test for independent samples. RESULTS: Mean GA was 33±2 weeks. Mean daily maternal estimated polyphenol intake (DMPI) was 1277mg, decreasing to 126mg after dietary orientation (p=0.0001). Significant decreases in systolic (SDV) and diastolic (DDV) ductal velocities, and RV/LV diameters ratio, as well as increase in ductal PI were observed [DSV=1.2±0.4m/s (0.7-1.6) to 0.9±0.3m/s (0.6-1.3) (p=0.018); DDV=0.21±0.09m/s (0.15-0.32) to 0.18±0.06m/s (0.11-0.25) (p=0.016); RV/LV ratio =1.3±0.2 (0.9-1.4) to 1.1±0.2 (0.8-1.3) (p=0.004); ductal PI=2.2±0.03 (2.0-2.7) to 2.4±0.4(2.2-2.9) (p=0.04)]. In the control group, with GA of 32±4 weeks, there were no significant differences in DMPI, mean SDV, DDV, PI and RV/LV ratio. CONCLUSION: The oriented restriction of third trimester maternal ingestion of polyphenol-rich foods for a period of 2 weeks or more improve fetal ductus arteriosus flow dynamics and right ventricular dimensions.
Instituto de Cardiologia - Fundação Universitária de Cardiologia, Porto Alegre, RS - Brazil
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The relationship between maternal consumption of polyphenols and fetal ductal constriction in the third trimester of pregnancy has been demonstrated in several clinical and experimental studies. It is believed that the basic mechanism of this association involves the inhibitory action of polyphenols on the synthesis of prostaglandins, similar to anti-inflammatory drugs as classically described for many decades.
Recently, we demonstrated that ductal constriction occurring in the absence of maternal intake of anti-inflammatory drugs in the third trimester of pregnancy is reversed by dietary restriction of polyphenol-rich foods, such as herbal teas, mate, coffee, dark chocolate, coffee, from grape, orange, tangerine, red fruits, apple and olive oil1. Other clinical and experimental evidences support the association of changes in fetal ductus arteriosus flow and maternal consumption of foods with high concentration of natural anti-inflammatory substances such as polyphenols2,3.
A food frequency questionnaire designed to quantify the concentration of polyphenols ingested by pregnant women in the third trimester was recently validated in our setting4. It represents an informative and practical method to determine the consumption of polyphenol-rich substances, according to usual dietary habits.
This study tests the hypothesis that dietary maternal restriction of polyphenol-rich foods during two weeks or longer, in the third trimester of pregnancy, also improves ductus arteriosus flow dynamics in normal fetuses, as previously shown in fetuses with ductal constriction.
This open clinical trial was designed to assess the effect of maternal restriction of polyphenol-rich foods on ductus arteriosus flow dynamics in fetuses without cardiac anatomical or functional abnormalities.
In November 2005, a structured program for routine evaluation of the ductus arteriosus flow dynamics was implemented at the Fetal Cardiology Unit of the Institute of Cardiology of Rio Grande do Sul. Third-trimester fetuses, with or without risk factors for cardiac abnormalities, were assessed by Doppler echocardiography. The study group was composed of 46 healthy fetuses with normal ductal flow, from women over 28 weeks of gestation who customarily consumed polyphenol-rich foods and consented to participate in the study. A control group of 26 third-trimester healthy fetuses from normal mothers was also evaluated. In this group, used for comparison, no dietary intervention was applied. None of the mothers reported the use of drugs containing nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAID) and/or steroids, or the use of other legal or illegal drugs during the third trimester of pregnancy, and acute or chronic maternal disease was not present.
After signing an informed consent, and on the same day of the first fetal echocardiographic study, all participants answered a detailed food frequency questionnaire (FFQ) including the total gestation period. In the case of foods that were not consumed during the whole of the pregnancy period, an estimate was made of the daily consumption, by multiplying the reported portion by frequency of use and dividing by the number of days of in the time unit (day, week, month or year). One year was considered as the total days of gestation. The amount of food consumption during the period of investigation was assessed through homemade measures and estimated by pictures5.
Total polyphenols in the maternal diet were quantified with the validated FFQ4. This instrument presents a list of 52 foods rich in polyphenols, defined as above the 75th percentile, i.e. with at least 30 mg of polyphenol per 100 g of food. This classification followed criteria established by American6 and French databases7, which present flavonoid content and its subclasses in 385 and 300 foods, respectively. The amount of total polyphenols estimated by the dietary questionnaire was described in milligrams (mg).
Since mate tea (infusion of yerba mate
After application of the FFQ in the first interview, a diet based on polyphenol-poor foods or <30 mg polyphenols/100 mg as listed in the American database6, was prescribed to the pregnant women of the intervention group. Two weeks later, at the time of the second fetal echocardiogram , the participants answered again the FFQ, for calculation of the amount of total polyphenols ingested during the period. All pregnant women were then instructed to maintain a restricted diet until the end of pregnancy, and different foods poor in polyphenols, i.e. with a concentration of less than 30 mg of polyphenols per 100 g of food (below the 25th percentile), were suggested to replace the essential micronutrients that are present in polyphenol-rich food.
The 26 pregnant women from the control group, in which no dietary intervention was conducted, responded to the same questionnaire after completion of the first fetal echocardiography and after two weeks of follow-up, when the control echocardiographic Doppler evaluation was performed.
A complete fetal Doppler echocardiography and color flow mapping was performed in all patients, with sequential segmental analysis of fetal heart and determination of the situs and atrioventricular and ventriculoarterial connections. Standardized pictures were studied, including aortic and ductal arches. The ductus arteriosus was studied after a suitable image in the sagittal plane was collected. For pulsed Doppler assessment, the ultrasound beam was aligned as parallel as possible to the color flow direction and to the long axis view of the ductus, with an angle smaller than 30º, without using angle correction. The sample volume was positioned in the descending aortic end of the ductus arteriosus.
The right to left ventricular dimensions ratio (RV/LV) was obtained on a four-chamber view in late diastole to assess potential right ventricular pressure changes.
Peak systolic and diastolic ductal flow velocities (SDV and DDV, respectively) were obtained and ductal pulsatility index (PI) obtained by the ratio [(systolic velocity - diastolic velocity) / average velocity] and right to left ventricular diameters ratio (RV/LV) were calculated9. Since the PI is not dependent on gestational age, it was used to exclude the diagnosis of ductal constriction10.
In fetuses of the intervention group, a control fetal echocardiography was performed on the same day of the second nutritional evaluation (after a minimum period of 2 weeks), to assess the effect of maternal dietary intervention on fetal ductus arteriosus flow dynamics and RV/LV ratio.
In the 26 pregnant women from the control group, a fetal echocardiogram was performed at the time of the first nutritional evaluation and after 2 weeks, on the same day of the dietary control evaluation.
For fetal echocardiography, a General Electric Vivid III Expert or Vivid 5S systems, with high-resolution two-dimensional and M-mode imaging, pulsed and continuous Doppler and color flow mapping capability, with multi-frequency convex sector transducers and a frequency range of 4 to 8 MHz, were used. All the analyses were performed by pediatric cardiologists with expertise in fetal echocardiography.
Numerical data were presented as mean ± standard deviation (SD). For comparison of ductal flow velocities, pulsatility indices and the RV/LV ratios before and after the implementation of the dietary maternal restriction of polyphenol-rich foods, the two-tailed Student's t-test for paired samples was used. The Wilcoxon test was applied for comparison of maternal intake of polyphenols in the two groups. The significance level of 0.05 was used for all statistical tests. The sample size was established considering an alpha-type error of 5% and a beta-type error of 10%.
Maternal consumption of polyphenol-rich foods was documented in all case and control participants. None of the patients included in this study presented a history of consumption of NSAIDS.
In the intervention group, the mean gestational age (GA) was 33 ± 2 weeks, and the average maternal consumption of polyphenols was 1,277 mg/day. After dietary orientation to restrict the consumption of polyphenol-rich food, the average consumption of polyphenols was reduced to 126 mg/day (p=0.0001) (
The echocardiographic re-evaluation after a minimum period of 2 weeks showed significant decrease in SDV, DDV and in the RV/LV ratio, as well as a significant increase in ductal PI (
In the control group, the mean GA was 32 ± 4 weeks, and no statistically significant differences were observed in the parameters re-evaluated after the 2-week period. The mean daily consumption of polyphenol-rich food was 1,192 mg/day at baseline and 1,093 mg/day two weeks later (
This study demonstrates that, as already reported for fetuses with ductal constriction, dietary intervention for restricting the intake of foods rich in polyphenols by pregnant women in the third trimester improves ductus arteriosus flow dynamics and decreases the right ventricle size in normal fetuses.
The effects of ductal constriction on fetal hemodynamics, usually leading to right ventricular overload, tricuspid regurgitation of varying degrees and especially increasing the risk of neonatal pulmonary hypertension, a potentially severe and sometimes fatal clinical situation, are well known11,12. The best known etiology of constriction of the ductus arteriosus, which was described almost three decades ago, is the maternal consumption of non-steroidal anti-inflammatory drugs in the third trimester of pregnancy. This effect of anti-inflammatory drugs upon the ductus is secondary to inhibition of the metabolic route of prostaglandin, especially of cyclooxygenase-2, preventing the transformation of arachidonic acid into prostaglandin13-15.
The literature reports on the mechanism of antioxidant and anti-inflammatory action of polyphenols, which are beneficial to a large portion of the population, and the scientific evidence of their ethnomedicinal effect, show that a large number of molecules derived from functional foods and plants have been isolated and even introduced successfully in the international pharmaceutical industry16,17. It has been demonstrated unambiguously that the polyphenols decrease oxidative stress (including in pregnancy)18, plasma triglyceride and cholesterol levels19, blood pressure20-22, the consequences of gastric hypersecretion23, the development of some neoplasms24-27 and atherosclerosis28,29, the manifestations of aging30 and Alzheimer's disease31,32, and various other health problems. Polyphenols such as quercitin and kaempferol, among many others, are present in many foods and their anti-inflammatory and antinociceptive activities have been shown to be as or more powerful than those of indomethacin33-35. These effects are dependent on the inhibition of modulation of the arachidonic acid and the synthesis of prostaglandins, especially E-2, which is responsible for fetal ductus arteriosus patency. So, it seems clear that this same mechanism is responsible for the only known harmful effect of these substances and foods in which they are present in higher concentration, the observed ductal constriction after maternal intake of foods rich in polyphenols in the third trimester of pregnancy. Foods rich in polyphenolic compounds include mate, black and green tea, other homemade teas, black chocolate, black coffee, grape, orange, tangerine, red fruits, olive oil and other foods which are also usually consumed6. Several experimental studies and clinical trials have demonstrated the causal relationship between polyphenols and ductal flow changes, as well as increase in ductal flow velocities and in the right ventricular diameter in normal fetuses exposed to diets rich in polyphenols2,3,36,37.
The conceptual hypothesis of this study was that the systolic and diastolic ductal flow velocities would decrease and the ductal pulsatility index would increase, while the ratio between the right and left ventricular diameters would be reduced, in normal fetuses from mothers with a dietary restriction of polyphenol-rich foods, to levels below the 25 percentile considering the mean consumption of the general population previously described4, and in comparison with a control group with no dietary intervention. As mentioned above, this hypothesis was based on knowledge obtained in the past years, and particularly with the demonstration of reversal of the ductal constrictive effects following maternal restriction of polyphenol-rich foods1. Ductal constriction is a non-categorical, "yes or no" phenomenon, but rather a continuous spectrum with increasing severity related to the clinical manifestations of right ventricular overload, tricuspid and/or pulmonary regurgitation and Doppler-echocardiographic findings of increased systolic and mainly diastolic ductal flow velocities, as well as decrease of the ductal pulsatility index. Therefore, it seems logical to consider that the initial changes, even though still not filling in the classic criteria of constriction, can develop into more serious forms, exceeding the established diagnostic cutoff points. The sample assessed in this study was composed of normal fetuses, with exclusion of those who already had a diagnosis of ductal constriction, in order to demonstrate how the nutritional guidance can decrease the potential risk for development of the disease.
The study was designed as an open clinical trial, in which participants of the control and intervention groups were included at random and in a sequential and not intentional manner, and the examiners were blind to the nutritional information. The results obtained strongly support the conceptual hypothesis, since all the outcomes originally expected were observed.
The food frequency questionnaire is considered the most practical, informative and the most used method to measure the previous diet, allowing the classification of individuals according to their usual eating patterns. It is also an instrument of easy applicability and low cost, so that it can be used in population studies38. In 1973, the FFQ was recommended by the American Public Health Association as one of the methods for dietary assessment39.
The adherence of the pregnant women who participated in this study to the prescribed diet based on polyphenol-poor foods6 shows the feasibility of establishing dietary habits with low consumption of these substances. Of course, it is very difficult to remove completely the polyphenols from the diet, but the initial objective of improving the ductal flow dynamics was achieved with the orientation of the prescribed diet. Since many substitute foods with small amounts of polyphenols are widely available, the nutritional needs of the gestational period can be maintained.
Other studies in this subject are underway, including a multicenter international registry, an investigation of the association between neonatal pulmonary hypertension with maternal consumption of polyphenols in the third trimester, a study investigating the association between prostaglandin levels in maternal circulation with the consumption and excretion of polyphenols by pregnant women, and experimental studies with rat and sheep fetuses to explore the mechanisms of ductal constriction and their relationships with the inflammatory cascade, oxidative stress and the levels of polyphenols.
The number of evidences already available recommends, at least, a note of caution with regard to the consumption by pregnant women of foods with high concentrations of polyphenols.
In conclusion, this study demonstrates that the intervention on maternal diet on the third trimester of pregnancy, restricting the intake of polyphenol-rich food for a period greater than or equal to two weeks, results in improved fetal ductal flow dynamics and reduces the dimensions of the right ventricle. This new data can influence obstetric monitoring and guidance of the eating habits of pregnant women at late pregnancy.
Conception and design of the research and Analysis and interpretation of the data: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Naujorks AA, Nicoloso LH; Acquisition of data: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Zílio AM, Nicoloso LH, Barbisan CW, Busato S, Lopes M, Klein C; Statistical analysis: Zielinsky P, Naujorks AA; Obtaining funding: Zielinsky P; Writing of the manuscript: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Zílio AM, Barbisan CW, Busato S, Lopes M, Klein C; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Zielinsky P, Piccoli Jr. AL, Vian I, Naujorks AA, Nicoloso LH, Lopes M.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was partially funded by FAPERGS, Capes and CNPq.
This study is not associated with any post-graduation program.