Проницаемость плаценты. Диффузия кислорода через плаценту
а) Проницаемость плаценты и диффузионная проводимость ее поверхности. Главной функцией плаценты является обеспечение путем диффузии поступления питательных веществ и кислорода из материнской крови в кровь плода и наоборот — диффузию декретируемых веществ из крови плода в кровь матери.
На ранних месяцах беременности плацентарная поверхность все еще остается плотной ввиду ее незрелости, поэтому ее проницаемость остается низкой. Кроме того, сама площадь поверхности плаценты мала, т.к. она еще не успела вырасти, поэтому общая диффузионная проводимость на этой стадии номинальная. На поздних сроках беременности проницаемость увеличивается, т.к. толщина мембран уменьшается, а площадь поверхности резко увеличивается. Огромное увеличение плацентарной проницаемости на этих сроках показано на рисунке ниже.
Питание плода на ранних стадиях эмбриогенеза обеспечивается клетками-трофобластами путем абсорбции питательных веществ из эндометрия, на более поздних стадиях - плацентой
Верхняя часть: строение зрелой плаценты. Нижняя часть: отношения между кровью плода и кровью матери в ворсине плаценты
Изредка встречающиеся «трещины», нарушающие целостность плацентарной стенки, могут быть причиной попадания клеток крови плода в кровоток матери или в меньшей степени — поступления клеток крови матери плоду. К счастью, это довольно редкий вариант, когда кровь плода смешивается с кровью матери в связи с нарушением целостности плаценты.
б) Диффузия кислорода через плаценту. Существуют почти те же принципиальные возможности диффузии кислорода через плаценту, что и для его диффузии в легких. Кислород, растворенный в крови матери, попадает в кровь плода из широких материнских лакун путем простой диффузии. Причиной направленного движения кислорода из материнской крови в кровь плода является градиент давления. Ближе к концу беременности значение PO2 в материнской крови в плацентарных лакунах составляет почти 50 мм рт. ст., а значение PO2 в крови плода перед ее оксигенацией в плаценте составляет около 30 мм рт. ст. Следовательно, градиент парциальных давлений, обеспечивающий движение кислорода через плаценту, составляет около 20 мм рт. ст. Можно только удивляться, как удается обеспечивать необходимое для плода количество кислорода, если его парциальное давление в крови, поступающей в плаценту, составляет всего 30 мм рт. ст. Существуют три причины, по которым даже такой низкий уровень PO2 способен обеспечить доставку кислорода тканям плода практически в таком же количестве, какое способна обеспечить кровь матери ее собственным тканям.
Во-первых, гемоглобин плода представлен феталъным гемоглобином — формой, которая синтезируется плодом до момента рождения. На рисунке ниже для сравнения приведены кривые диссоциации оксигемоглобина матери и плода; очевидно, что кривая диссоциации фетального оксигемоглобина сдвинута влево относительно кривой диссоциации оксигемоглобина взрослого.
Кривая диссоциации оксигемоглобина крови матери и плода; показано, что кровь плода переносит большее количество гемоглобина, чем кровь матери при одинаковых значениях PO2 в крови
Это означает, что при низком парциальном давлении кислорода в крови плода фетальный гемоглобин связывает на 20-50% кислорода больше, чем может связать гемоглобин взрослого.
Во-вторых, концентрация гемоглобина в крови плода почти на 50% выше, чем в крови матери; это является даже более важным фактором, обеспечивающим доставку большего количества кислорода тканям плода.
В-третьих, эффект Бора, который обсуждался в отдельной статье на сайте (просим вас пользоваться формой поиска выше) в связи с обменом углекислого газа и кислорода в легких, является еще одним механизмом, который увеличивает количество доставляемого тканям плода кислорода. Это объясняется тем, что гемоглобин переносит больше кислорода при низких PCO2, чем при высоких значениях парциального давления углекислого газа. Кровь плода, поступающая в плаценту, содержит большое количество углекислого газа, но в плаценте большое количество этого газа диффундирует из крови плода в кровь матери. Выход углекислого газа из крови плода делает ее более щелочной, в то время как поступление углекислоты в кровь матери делает кровь более кислой.
Эти изменения повышают способность крови плода связывать кислород, а способность крови матери к связыванию кислорода снижается. Следовательно, отдача кислорода материнской кровью повышается на фоне возросшей способности крови плода связывать кислород. Следовательно, эффекты, обеспечиваемые сдвигом Бора, носят разнонаправленный характер в крови матери и плода. Эти два эффекта, которые обеспечивает сдвиг Бора, в 2 раза повышают его значимость при обмене кислорода на уровне плаценты по сравнению с легкими; в этом случае говорят о двойном эффекте Бора,
Эти три причины в совокупности обеспечивают более чем достаточное поступление кислорода через плаценту в кровь плода, несмотря на то, что парциальное давление кислорода в крови, поступающей из плаценты к плоду, составляет всего 30 мм рт. ст.
В целом диффузионный коэффициент плаценты для кислорода составляет около 1,2 мл/мин на 1 мм разницы парциальных давлений кислорода по обе стороны плаценты. Это значение вполне сопоставимо с диффузионным коэффициентом кислорода в легких новорожденного.
