Plazenta, Nabelschnur, Amnionhöhle: Physiologie

Plazenta, Nabelschnur und Amnionhöhle

Während der Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung werden die Entwicklung und das Wachstum des Fetus bis zur Geburt vollständig von der Mutter* aufrechterhalten. Die Plazenta besteht aus einer fetalen und einer maternalen Seite und stellt eine vaskuläre Verbindung zwischen Mutter* und Fetus her. Diese Kommunikation ermöglicht es der Mutter*, dem Fetus Nährstoffe zuzuführen und Abfallprodukte aus dem fetalen Blut zu entfernen. Die Plazenta wird auch „die fetale Lunge Lunge Lunge: Anatomie“ genannt, weil sie den Gasaustausch zwischen dem mütterlichen und dem fetalen Kreislauf ermöglicht. Erkrankungen oder Defekte der Plazenta haben oft schwere und sogar tödliche Komplikationen.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Aufbau, Kreislauf und Funktion der Plazenta

Entwicklung der Plazenta

Nabelschnur

Amnionhöhle

Plazenta und Geburt

Differentialdiagnosen

Quellen

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Aufbau, Kreislauf und Funktion der Plazenta

Aufbau der Plazenta

Die Plazenta hat ein pfannkuchenähnliches Aussehen mit 2 Seiten:

Plazenta:
- Basalplatte (maternale Seite):
  - Unterteilung in Kotyledone
  - Trennung durch Septen
- Chorionplatte (fetale Seite):
  - Verzweigte Chorionzotten, die eine massive Oberfläche für den Austausch bieten
  - Austritt der Nabelschnur aus der fetalen Seite der Plazenta
Eihäute:
- Embryonalhüllen, die den Embryo umschließen
- Verschmelzen der einzelnen Häute im Verlauf der Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung
- Aufbau:
  - Amnion (innere Eihaut): Entwicklung aus einer Schicht von Epiblastzellen (in der bilaminaren embryonalen Scheibe)
  - Chorion (mittlere Eihaut): Entwicklung aus Zytotrophoblasten
  - Dezidua (äußere Eihaut): Bildung von der uterinen Decidua capsularis
Nabelschnur:
- 2 Arterien Arterien Arterien: Transport von desoxygeniertem fetalen Blut zur Plazenta
- 1 Vene: Transport von sauerstoffreichem Blut zurück zum Fetus

Plazenta mütterliche und fetale Seite — 2 Plazentas:
Links: Maternale Seite
Rechts: Fetale Seite
Bild: *“PlacentaPair” von Albert Cahalan*. Lizenz: Public Domain

Plazentare Zirkulation

Große Oberfläche für den mütterlich-fetalen Austausch aufgrund von Chorionzotten
Aa. spirales (mütterlicherseits) im intervillösen Raum der Decidua basalis des Endometriums:
- Transport von sauerstoffreichem Blut für den Fetus
- Ruptur der Spiralarterien und Füllung der Lakunen (Trennung jener Lakunen durch schmale Syncytiotrophoblastentrabekel) mit mütterlichem Blut
  - Geringer Widerstand
  - Keine Fähigkeit der Regulation des Blutflusses durch das Organ
2 Aa. umbilicales: Transport von sauerstoffarmem Blut vom Fetus zu den Chorionzotten der Plazenta
Plazentaschranke: Gas- und Molekülaustausch zwischen dem fetalen Blut in den Chorionzotten und dem mütterlichen Blut in den Lakunen (Schichten siehe unten)
1 V. umbilicalis: Transport von sauerstoffreichem Blut zurück zum Fetus
Maternale Venen Venen Venen: Transport von sauerstoffarmem Blut zurück in den maternalen Kreislauf
Nie direkter Kontakt zwischen maternalem und fetalem Blut
Fetales Hämoglobin: ↑ Affinität zu Sauerstoff im Vergleich zu maternalem Hämoglobin → Wanderung von O₂ von maternalen Erythrozyten Erythrozyten Erythrozyten zu fetalen Erythrozyten Erythrozyten Erythrozyten

Plazentaschranke

Die Plazentaschranke ist eine selektiv durchlässige Membran, die das maternale vom fetalen Blut trennt. Die Schranke weist eine Dicke von ca. 5 μm auf und besteht aus folgenden Schichten (von fetal nach maternal):

Endothel der fetalen Blutkapillaren und Basallamina
Bindegewebiges Zottenstroma
Synzytiotrophoblast und Basallamina
Bis zur 20. SSW zusätzlich durchgehende Zellschicht aus Zytotrophoblasten

Aufgaben der Plazenta

**Tabelle: Aufgaben der Plazenta**
Hauptaufgabe	Wichtige Details
Gasaustausch	O₂– und CO₂-Austausch Einfache Diffusion
Nährstoffaustausch	Notwendig für die Entwicklung und das Wachstum des Fetus Austauschmechanismen: Wasser und Natrium durch einfache Diffusion Glucose durch erleichterte Diffusion Große Moleküle (z.B. LDLs, Peptide Peptide Proteine und Peptide, Antikörper) durch rezeptorvermittelte Endozytose Aminosäuren durch sekundär aktiven Transport
Entsorgung von Abfallprodukten	Rücktransport von Abfallprodukten (z.B. Harnstoff und CO₂) zur Mutter Einfache Diffusion
Hormonelle Sekretion	β-hCG: Aufrechterhaltung des Corpus luteum, das für die Fortsetzung der Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung erforderlich ist Wachstumshormon (Growth Hormon; englisches Akronym: GH) Humanes Plazentalaktogen (HPL): Stimulation der mütterlichen Insulinproduktion zur Erhöhung der dem Fetus zur Verfügung stehenden Glukose Chorionisches TSH (ähnlich dem TSH) Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) Progesteron Progesteron Gonadenhormone: Erhalt der Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung, Verhinderung der Menstruation Menstruation Menstruationszyklus, Verhinderung von Uteruskontraktionen Östrogene Glukokortikoide Glukokortikoide Glukokortikoide
Stoffwechselfunktionen	Glykogensynthese Cholesterinsynthese Proteinstoffwechsel
Abwehr des mütterlichen Immunsystems	Schaffung eines immunologisch privilegierten Raums

Transport über das Plazentaschrankendiagramm — Transport über die Plazentaschranke
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Entwicklung der Plazenta

Schritte in der Plazentaentwicklung:

Beginn der Einnistung 7–9 Tage nach der Befruchtung
An der Plazentabildung beteiligte fetale Zellen:
- Zytotrophoblast: äußere Zellschicht der Blastozyste
- Synzytiotrophoblast:
  - Äußere Zellschicht der Blastozyste in Kontakt mit der Gebärmutterwand
  - Eindringen in die Gebärmutterwand
  - Verlust ihrer äußeren Membran → „Kerne“, die im Zytoplasma schweben und die Uterusschleimhaut invadieren
Füllung der Lakunen auf der maternalen Seite mit maternalem Blut durch die rupturierten Aa. spirales in der Decidua basalis des Endometriums:
- Einhüllung durch Syncytiotrophoblasten
- Füllung der Räume rund um die Chorionzotten mit maternalem Blut
Entwicklung der Chorionzotten zu einer verzweigten baumartigen Struktur für den Nährstoff- und Gasaustausch:
- Primärzotten: Einstülpung von Zytotrophoblasten (Hülle aus Syncytiotrophoblasten) in die mütterlichen Lakunen
- Sekundärzotten: Einwanderung von extraembryonalem Mesenchym in das Zentrum der Primärzotten
- Tertiärzotten: Differenzierung von Kapillaren Kapillaren Kapillaren innerhalb der Sekundärzotten
  - Verschwinden der Zytrotrophoblasten ab dem 4. Monat → “Langhans-Zellen” als übergebliebene Zytotrophoblastenzellen
Fusion der Gefäße mit den fetalen Nabelgefäßen, die später die Nabelschnur bilden
Entstehung des Chorion frondosum: Konzentration der Zotten gegenüber der Endometriumhöhle

Implanted blastocyst — Implantierte Blastozyste
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Fetus of about 8 weeks, enclosed in the amnion — Implantierte Blastozyste
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Nabelschnur

Definition

Die Nabelschnur verbindet den Fetus mit der Plazenta. Die Nabelschnur enthält 2 Arterien Arterien Arterien und 1 Vene und erstreckt sich vom fetalen Nabel bis zur fetalen Oberfläche der Plazenta.

Aufbau der Nabelschnur

Gefäße:
- 2 Arterien Arterien Arterien (Aa. umbilicales) und 1 Vene (V. umbilicalis)
- Umhüllung der Gefäße von einer schützenden Substanz (“Wharton-Sulze”)
- Darstellung durch Sonographie (im 1. Trimester alle 3 Gefäße sichtbar)
- Windung: Verdrehung von Vene und Arterien Arterien Arterien ineinander
Blutkreislauf:
- V. umbilicalis: Versorgung des Fetus mit sauerstoffreichem Blut
- Aa. umbilicales: Abtransport von sauerstoffarmem Blut aus dem Fetus
Länge:
- Durchschnittlich 40–70 cm
- Abhängig vom Fruchtwasservolumen und der Beweglichkeit des Fetus
Insertion in die Plazenta:
- Physiologisch: zentrale Insertion
- Varianten:
  - Exzentrisch, marginal: Insertion der Nabelschnur am Rand der Plazenta
  - Insertio velamentosa: bei Mangel an Wharton-Sulze entlang des letzten Abschnittes der Nabelschnur; Ansatz direkt an den Eihäuten
- Differentialdiagnose einer pathologischen Insertion: Ggf. erhöhtes Risiko von Komplikationen während der Wehen und/oder der Entbindung (z.B. Ruptur der Nabelschnur und/oder präpartale Blutung)

Querschnitt der menschlichen Nabelschnur
A: Arterie
V: Vene
WS: Wharton-Sulze
Bild: “Cross-section of the human umbilical cord” von Irina Arutyunyan, et al. Lizenz: CC BY 4.0 , bearbeitet von Lecturio.

Amnionhöhle

Die Amnionhöhle ist eine mit Fruchtwasser gefüllte Höhle, die den sich entwickelnden Embryo/Fetus umhüllt.

Entwicklung: Entwicklung am 8. Gestationstag, wenn sich Fruchtwasser zwischen den Zellen der Epiblasten und der Trophoblasten Trophoblasten Entwicklung von Embryoblast und Trophoblast ansammelt
Amnion (innere Eihaut):
- Avaskuläre, zähe, aber nachgiebige Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion
Funktionen des Amnions:
- Transport von gelösten Stoffen und Wasser, der für die Fruchtwasserhomöostase erforderlich ist
- Produktion bioaktiver Verbindungen
Fruchtwasser:
- Flüssigkeit, die Embryo und Fetus während dessen Entwicklung umgibt
- Während Wachstum des Fetus ständige Produktion von Fruchtwasser durch Urinieren und “Recycling” durch Schlucken Schlucken Gastrointestinale Motilität des Fruchtwassers
- Ggf. Veränderungen des Fruchtwasservolumens durch kongenitale Störungen des Schluckens und/oder des Nieren-/Harnsystems
Funktionen der Amnionhöhle:
- Schutz des Fetus vor Traumata
- Schutz der Nabelschnur vor Kompression
- Nährstoffreservoir für den Fetus
- Platz für das normale Wachstum und die Entwicklung des Fetus (insbesondere der Extremitäten und der Lunge Lunge Lunge: Anatomie)

Initial development of the amniotic cavity — Anfängliche Entwicklung der Amnionhöhle während der Implantation
Bild: “2907 Embroyonic Disc, Amniotic Cavity, Yolk Sac-02” von OpenStax College. Lizenz: CC BY 3.0

Development of the amniotic cavity — Anfängliche Entwicklung der Amnionhöhle während der Implantation
Bild: “2907 Embroyonic Disc, Amniotic Cavity, Yolk Sac-02” von OpenStax College. Lizenz: CC BY 3.0

Plazenta und Geburt

Nachgeburtsperiode (Geburt der Plazenta) = 3. Stufe des Geburtsablaufs
Uteruskontraktionen bei Geburt des Kindes → Lösen der Plazenta
Hämatomentstehung zwischen Dezidua des Uterus und Plazenta zu Beginn der Separation → Ablösung von Uteruswand
Bei vollständiger Ablösung, Durchtritt der Plazenta durch den Geburtskanal; mögliche Mechanismen:
- Passiv: Ausstoß der Plazenta durch natürliche Uteruskontraktionen
- Aktiv: Ausüben eines sanften Zugs nach unten auf die abgeklemmte Nabelschnur und gleichzeitiger Gegenzug durch festen suprapubischen Druck:
  - Vermeiden eines zu stark nach unten gerichteten Druck auf den Fundus uteri während der Plazentageburt (Risiko von Uterusinversionen)
  - Sanfter Zug nach unten → Vermeiden einer Ruptur der Nabelschnur
  - Bevorzugt, um das Blutungsrisiko zu reduzieren
Anzeichen dafür, dass die Plazenta vollständig geboren ist:
- Verlängerung der Nabelschnur
- Blutschwall
- Einnahme einer kugeligeren Form der Gebärmutter Gebärmutter Uterus, Cervix uteri und Tuba uterina

Plazentaabgabe — Geburt der Plazenta durch sanften Zug an der Nabelschnur nach unten und Gegenzug am Uterus:
In diesem Beispiel ist die Nabelschnur nicht abgeklemmt.
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Differentialdiagnosen

Placenta praevia: pathologische Implantation der Plazenta im unteren Uterinsegment, die den inneren Muttermund (teilweise oder vollständig) verschließen kann. Mütterliche und fetale Blutungen können durch die Erweiterung der Zervix entstehen. Die Plazenta praevia präsentiert sich klassisch als schmerzlose hellrote vaginale Blutung und wird durch Sonographie diagnostiziert. Es wird Beckenruhe empfohlen (keine digitalen Untersuchungen und Geschlechtsverkehr) und die Betroffenen entbinden vor Beginn der Wehen (oder bei klinischer Blutung) per Kaiserschnitt.
Vasa praevia Vasa praevia Vaginale Blutung in der Spätschwangerschaft: Situation, in der die Gefäße der Nabelschnur den inneren Muttermund durchqueren. Oft sind diese Gefäße nicht von der schützenden Wharton-Sulze (Insertio velamentosa) umgeben und können leicht reißen, was zu mütterlichen und fetalen Blutungen führt. Die Diagnostik erfolgt per Sonographie. Die Möglichkeit für Vasa praevia Vasa praevia Vaginale Blutung in der Spätschwangerschaft (und/oder Plazenta praevia) ist der Hauptgrund, warum es obligat ist, die Lage der Plazenta vor der Durchführung einer digitalen zervikalen Untersuchung zu kennen. Diese Säuglinge müssen vor Beginn der Wehen per Kaiserschnitt entbunden werden.
Placenta accreta, Placenta increta und Placenta percreta: pathologische Implantation der Plazenta in die Uteruswand. Bei der Plazenta accreta dringen Zotten bis in das Myometrium ein. Bei der Plazenta increta durchdringen die Zotten das gesamte Myometrium. Bei der Plazenta percreta erreichen Zotten die Serosa des Uterus und/oder dringen in andere Organe ein. Die Diagnostik erfolgt per Sonographie. Frauen* mit diesen Erkrankungen entbinden über einen geplanten Kaiserschnitt, oft mit gleichzeitiger Hysterektomie (insbesondere bei Placenta increta und -percreta, da eine vollständige Entfernung der Plazenta und damit ein Stoppen der Blutung möglicherweise nicht möglich ist).
Abruptio placentae Abruptio placentae Vaginale Blutung in der Spätschwangerschaft (Vorzeitige Plazentaablösung): vorzeitige (teilweise oder vollständige) Ablösung der Plazenta von der Uteruswand vor der Geburt des Kindes. Sie ist in erster Linie eine klinische Diagnose, die auf einer Präsentation mit schmerzhaften Wehen, mit oder ohne Blutung (nach Traumata oder anderen Risikofaktoren in der Anamnese), mit charakteristischen Befunden der fetalen Überwachung und Tokometrie basiert. In der Sonographie können große Plazentaablösungen erkannt werden, kleinere jedoch häufig nicht. Die Therapie hängt vom Gestationsalter Gestationsalter Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung und der Größe der Plazentaablösung ab; erhebliche Ablösungen erfordern eine sofortige Entbindung.
Blasenmole: benigner Trophoblastentumor. Die Diagnostik erfolgt durch hohe Serum-β-hCG-Spiegel und charakteristische sonographische Befunde. Die Therapie erfolgt hauptsächlich durch Dilatation und Kürettage oder durch eine Spontanausstoßung durch Weheninduktion. Blasenmolen müssen vom malignen Chorionkarzinom unterschieden werden, das früh metastasiert und histologische Malignitätszeichen aufweist. Hier erfolgt die Therapie mittels (Poly-)Chemotherapie.
Polyhydramnion: überschüssiges Fruchtwasser, das durch Sonographie diagnostiziert wird. Ein Polyhydramnion kann zu einem erhöhten Risiko für vorzeitige Wehen Vorzeitige Wehen Vorzeitige Wehentätigkeit und Frühgeburt, vorzeitigen Blasensprung, einem Nabelschnurvorfall (wenn die Eihäute rupturieren), Plazentaablösung und fetale Fehlbildungen (z.B. Steißbein Steißbein Becken: Anatomie) führen. Die meisten milden Fälle sind idiopathisch oder mit mütterlichem Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus assoziiert; andere Ursachen können jedoch eine Obstruktion im fetalen GI-Trakt (z.B. Ösophagusatresie), neuromuskuläre Störungen, die das Schlucken Schlucken Gastrointestinale Motilität beeinträchtigen, Aneuploidie oder Erkrankungen mit hohem Herzzeitvolumen Herzzeitvolumen Herzmechanik (z.B. arteriovenöser Shunt) umfassen.
Oligohydramnion Oligohydramnion Oligohydramnion: niedriger Fruchtwasserspiegel, der durch Sonographie diagnostiziert wird. Ursachen für Oligohydramnion Oligohydramnion Oligohydramnion sind die uteroplazentare Insuffizienz (z.B. Präeklampsie Präeklampsie Hypertensive Schwangerschaftserkrankungen), Medikamente (z.B. ACE-Hemmer), plazentare Thrombosen, fetale Wachstumsstörungen und angeborene Anomalien im Zusammenhang mit der Urinproduktion. Viele Fälle sind auf eine schlechte Durchblutung der Plazenta zurückzuführen, die das Risiko einer schlechten Entwicklung von Lunge Lunge Lunge: Anatomie, Gehirn und Bewegungsapparat des Fetus, einer Frühgeburt Frühgeburt Vorzeitige Wehentätigkeit und Frühgeburt und anderer Schwangerschaftskomplikationen erhöht.

Placenta previa — Plazenta previa
Bild: *“2906 Placenta Previa-02” von OpenStax College.* Lizenz: CC BY 3.0

Types of abnormal placentation — Plazenta previa
Bild: *“2906 Placenta Previa-02” von OpenStax College.* Lizenz: CC BY 3.0

Quellen

Cunningham, F. G., Leveno, K. J., Bloom, S. L., Dashe, J. S., Hoffman, B. L., Casey, B. M., Spong, C. Y. (2018). Physiology of labor. In: Williams Obstetrics, 25th ed. New York: McGraw-Hill Education.
Cunningham, F. G., Leveno, K. J., Bloom, S. L., Dashe, J. S., Hoffman, B. L., Casey, B. M., Spong, C. Y. (2018). Implantation and placental development. In: Williams Obstetrics, 25th ed. New York: McGraw-Hill Education.
Cunningham, F. G., Leveno, K. J., Bloom, S. L., Dashe, J. S., Hoffman, B. L., Casey, B. M., & Spong, C. Y. (2018). Placental abnormalities. In: Williams Obstetrics, 25th ed. New York: McGraw-Hill Education.
Kibble, J. D., Halsey, C. R. (2015). Reproductive physiology. In: Medical physiology: the big picture. New York: McGraw-Hill Education.
Paulsen, D. F. (2010). Female reproductive system. Chapter 23 of Histology & Cell Biology: Examination & Board Review, 5th ed. New York: McGraw-Hill.
Flick, A. A., Kahn, D. A. (2013). Maternal physiology during pregnancy & fetal & early neonatal physiology. Chapter 8 of DeCherney, A. H., Nathan, L., Laufer, N., Roman, A. S. (Eds.), Current Diagnosis & Treatment: Obstetrics & Gynecology, 11th ed. New York: McGraw-Hill.
Schoenwolf, G. C., et al. (2015). Second week: Becoming bilaminar and fully implanting. In: Schoenwolf, G. C., et al. (Eds.), Larsen’s Human Embryology. Philadelphia: Elsevier, Saunders, pp 43–56.
Ross, M.G., Beall, M.H. (2021). Physiology of amniotic fluid volume regulation. https://www.uptodate.com/contents/physiology-of-amniotic-fluid-volume-regulation (Zugriff am 25. Juli 2021).
Michael Schünke u.a.: Prometheus Lernatlas der Anatomie, Innere Organe (2018). 5. Auflage. Thieme Verlag. S. 8-9. ISBN 978-3-13-242087-8