Entwicklung der Plazenta und des utero-plazentaren Kreislaufes aus morphologischer und funktioneller Sicht

Zusammenfassung

Die Versorgung der föto-plazentaren Einheit wird durch die Zufuhr von mütterlichem Blut zu der uteroplazentaren Gefäßstrombahn sichergestellt. Somit ist die Plazenta dem Föt funktionell und anatomisch vorgeschaltet und ihrer Entwicklung komml in der ersten Schwangerschaftshälfte als Versorgungsorgan und Bindeglied, das das fötale Wachstum im weiteren Schwangerschaftsverlauf sicherstellen muß, Priorität zu. Die Entwicklung der Plazenta gliedert sich zeitlich in drei Abschnitte: Implantation, Wachstum und Reifung. In der ersten Schwangerschaftshälfte ist die Plazenta deutlich schwerer als der Embryo bzw. Föt, und in der zweiten Schwangerschaftshälfte verschiebt sich das Gewichtsverhältnis Plazenta: Föt zunehmend zugunsten des Föten und beträgt am Ende der Schwangerschaft zwischen 1:7 bis 1 :10. Da das Wachstum und die Entwicklung der Plazenta als Grundlage für das Wachstum des Föten angesehen werden kann, überrascht es nicht, daß am Ende der Schwangerschaft das Gewicht der Plazenta und des Neugeborenen positiv miteinander korreliert sind.

Morphologisch ist die Entwicklung des uteroplazentaren Kreislaufes gekennzeichnet durch den Verlust der muskulären Anteile in der Gefäßwand der peripheren Abschnitte der Spiralarterien, die das Endometrium bzw. den intervillösen Raum versorgen. Diesen morphologischen Veränderungen entspricht funktionell eine Widerstandsabnahme in der peripheren Strombahn, was dopplersonographisch mit einer Reduktion bzw. einem Verlust der Pulsatilität des Strömungsmusters in den Radialarterien als vorgeschalteten Gefäßen deutlich wird. Die starke Zunahme des diastolischen Blutflusses in den Spiralarterien sowie im intervillösen Raum ist Folge der Erniedrigung des Gesamtströmungswiderstandes in diesem Bereich. Im Umbilikalkreislauf wird durch eine ständige Vermehrung der Terminalzotten mit Erweiterung der kapillaren Endstrombahn durch Ausbildung der sog. Sinusoide in den Zottenspitzen einerseits eine Strömungsverlangsamung im Bereich des Stoffaustausches sowie andererseits eine Reduktion des Gefäßwiderstandes in der fötalen Endstrombahn erreicht. Am Termin steht für die fötale Versorgung eine Austauschoberfläche von 11-14 m² zur Verfügung.

Das Gemeinsame der mütterlichen und fötalen Blutzufuhr zu der Region des Stoffaustausches ist in der Schaffung zweier Kompartimente mit geringen peripheren Gefäßwiderständen und Verlagerung des Hauptwiderstandsbereiches in vorgeschaltete zentrale Gefäßabschnitte zu sehen. Trotz eines verlangsamten Wachstums der Plazenta garantiert die gewaltige Zunahme der Blutzufuhr sowie die durch die Abnahme der Diffusionsdistanz zwischen mütterlichem und fötalem Blutkompartiment gesteigerte Permeabilität der Austauschmembran zusammen mit der Ausreifung von aktiven Transportmechanismen eine ständige Steigerung des Substratangebotes wie z.B. Sauerstoff, Glukose, Aminosäure, u.a. für den Föten.

Abstract

All requirements of the conceptus, i.e. the fetus and the placenta are distributed by the maternal blood via the utero-placental vessels. Fetus and placenta need varying amounts of oxygen and nutrients at different stages of pregnancy. In the first half of pregnancy, the placenta, besides growth and development, fullfils the function of an endocrine gland whilst the nutrient supply of the fetus is of minor importance. In the second part of pregnancy, the placenta differentiates into an organ for exchange of gases and nutrients. Placental development may be divided into three stages: Implantation, growth and maturation. In the first half of pregnancy, the placental growth precedes the major fetal growth spurt, whereas, in the second half, the weight ratio placenta: fetus shifts in favour of the fetus and reaches 1:7 to 1:10 at the end of pregnancy. Growth and development of the placenta is the basis for fetal growth and it is not surprising that the weight ratio of the placenta and the newborn is positively correlated at the end of pregnancy.

From the morphological point of view the development of the utero-placental circulation is characterized by a loss of the muscular elements in the wall of the peripheral parts of the spiral arteries supplying the endometrium and the intervillous space. These morphological changes functionally correlate with a reduction of resistance in the peripheral vessels. This can be visualized even doppler-sonographically as a reduction of pulsatility in the radial arteries. As a result, the diastolic blood flow in the spiral arteries, as well as in the intervillous space, increases dramatically. In the umbilical circulation, both a slowing of circulation in the area of foeto-maternal exchange as well as a reduction of the vessel resistance in the foetal final circulation are achieved by the continuous growth of the terminal villi with dilation of the capillary system through the development of so-called sinusoids in the terminal villi.

From a functional point of view, maternal and foetal blood circuits form compartments with low peripheral resistance with a shift of the resistance of the main vessel to more central parts of the vascular structures. The increasing supply of nutrients like oxygen, glucose, aminoacids and others can only be provided because of the continuous decrease of the diffusion distance between maternal and foetal blood compartment, together with the increase in exchange area and blood flow. In addition, there is a maturation of active transport mechanism and a continuous increase in the supply of substrate materials to the foetus.