Amikor egy új élet fejlődik az anyaméhben, egy hihetetlenül bonyolult, önálló biológiai rendszer épül fel hétről hétre. Ennek a rendszernek a legcsodálatosabb és legéletbevágóbb része a magzati vérkeringés, amely nem csupán egy kicsinyített mása a felnőtt szervezetének, hanem egy teljesen egyedi, zseniálisan megtervezett hálózat. Ez a keringési rendszer lehetővé teszi a magzat számára, hogy az anyaméh speciális körülményei között optimálisan fejlődjön.
A magzati keringés (circulatio foetalis) lényegesen különbözik a születés utáni keringéstől. Ez szükségszerűen következik abból, hogy a magzat tüdeje még nem funkcionál, így a kis vérkör sem működik. A magzat egész gázcseréjét, tápanyagellátását és anyagcsere végtermékeinek kiürítését az anyai szervezet biztosítja a méhlepényen (placenta) keresztül. Az intrauterin életben a magzat légző- és emésztőrendszere még nem működik, a magzat a tápanyagot és az oxigént az anya véréből kapja a placentán keresztül. Ezért a magzatban speciális - placentáris - vérkeringés található.
A szív fejlődése és a keringés elindulása
A terhesség kezdeti szakaszában, amikor még talán csak sejtjük, hogy új élet van a méhünkben, a legfontosabb szerv, a szív fejlődése már elképesztő tempóban zajlik. A szív fejlődésének első szakaszában egy csőszerű képletként jelentkezik, melyben a finom pulzáció megfelelő eszközökkel már a fogamzást követő 21. napon felismerhető. A magzat szíve a terhesség nagyon korai szakaszában, körülbelül a 3. hét végén, a 21. és 23. nap között kezdi meg a spontán összehúzódásokat. Ezekben a korai hetekben a szív még csak egy egyszerű, pulzáló cső. A keringés elindítása kritikus, mivel a gyorsan növekvő embrió sejtjei már nem tudnak elegendő tápanyagot és oxigént felvenni pusztán diffúzió útján a környező szövetekből.
A negyedik és ötödik hét között zajlik a szívcső morfológiai átalakulása. A cső összetekeredik, hurkot képez, és elkezd elválasztódni a leendő kamrákra és pitvarokra. Ez a folyamat, amit szívhurkolódásnak (looping) nevezünk, alapvető fontosságú ahhoz, hogy a szív négy üregű szervvé váljon. A szív az ötödik terhességi hét körül intenzív alak- és formabéli átalakuláson megy keresztül. A kezdeti csőszerű képletből egy „S” alakú görbület kialakulása után fokozatosan felveszi későbbi alakját, kialakulnak a szív üregei: a kamrák és a pitvarok. A szív fejlődése az ötödik-hetedik terhességi hét során a legintenzívebb, és ekkor a legsérülékenyebb is ez a biológiai folyamat. Nem tekinthető véletlennek tehát, hogy egyes fertőzések, gyógyszerek, vegyszerek, anyai anyagcsere-betegségek gyakorta magzati szívfejlődési rendellenesség képében jelentkezhetnek. A szív leggyakoribb fejlődési hibái a sövények és - ritkábban - a billentyűk kóros eltérései.
A szeptálódás és a foramen ovale kialakulása
A hatodik és nyolcadik hét között a szívben megkezdődik a szeptálódás, vagyis a sövények kialakulása. Ez a folyamat választja el a szívet jobb és bal oldalra, valamint a pitvarokat a kamráktól. A pitvari sövény (septum atriorum) két fázisban alakul ki: a septum primum és a septum secundum segítségével. E két sövény között marad egy nyílás, a híres foramen ovale, amely a magzati élet egyik legfontosabb shuntje.
A magzati vérkeringésben a szív két felének elválasztása a születésig nem teljes, az elválasztás csak a légzés megindulásakor következik be.
A placenta és a köldökzsinór szerepe
A placenta a magzati vérkeringés központi eleme. Ez az a szerv, ahol az anyai és a magzati vér találkozik (anélkül, hogy valójában keveredne). Itt történik meg az oxigén felvétele az anyai vérből, a szén-dioxid leadása, valamint a tápanyagok átadása és a salakanyagok elszállítása. A placenta a méhen belül még nem légtartalmú szerv, így értelemszerűen a gázcserére sem alkalmas. A gázcsere (oxigénfelvétel, széndioxidleadás) szerve méhen belül a lepény. A lepényben a magzati oldalon az erek bolyhokban „fürdenek” az anyai oldal - az anyai keringés - vérkészletében. Így a magzati és anyai vér csak közvetve, a bolyhok rétegein keresztül érintkezik egymással, de ezen a hatalmas felszínen keresztül lehetőség nyílik a gázcserére.
A méhlepényt a magzattal a köldökzsinór (umbilicus) köti össze. A köldökzsinór (funiculus umbilicalis) a magzatot és a méhlepényt köti össze, hossza 55-60 cm. Magzati eredetű, érett kocsonyás kötőszövetből áll, aminek hatása félkemény gumiburkolathoz hasonlítható. Ez a sajátossága védi a benne futó magzati ereket a nyomástól és a megtöretéstől. A magzatot és a méhlepényt összekötő három nagy ér fut benne: két artéria és egy véna. Az artériák itt - összetételt tekintve - "vénás", míg a véna "artériás" vért szállítanak. A köldökzsinór kötőszöveti állományának saját vérellátása nincs, hajszálereket nem tartalmaz.
A köldökzsinór két artériája (arteria umbilicalis) a magzati belső csípőverőerekből (arteria iliaca interna) ered. A köldökzsinóron keresztül a méhlepény magzati bolyhaiban egészen hajszálerekig elágazódik. A benne lévő vér itt - a bolyhok határrétegein keresztül - salakanyagait leadja, ugyanakkor az anyai vérből oxigént és tápanyagokat vesz fel. Az oxigén hatékony felvételében szerepet játszik az, hogy a magzati hemoglobin oxigénkötő képessége (affinitása) nagyobb, mint a felnőttkori vérfestéké.
A magzati keringés shuntjei
A magzati keringésben három fő, anatómiai shunt (rövidzár) biztosítja, hogy a vér a leghatékonyabb úton jusson el a szervekhez, megkerülve a tüdőt és a máj egy részét. E három struktúra a ductus venosus, a foramen ovale és a ductus arteriosus. A magzati shuntök olyan speciális erek vagy nyílások, amelyek lehetővé teszik a vér elterelését a magzatban.
Magzati keringés - A magzati egészségfelügyelet alapjai
1. Ductus venosus (Arrantius-féle vezeték)
A köldökvéna (vena umbilicalis) szállítja a friss, oxigéndús vért a placentából a magzat hasüregébe. Itt lép működésbe a ductus venosus, egy speciális ér, amely a köldökvéna vérét közvetlenül a vena cava inferiorba (alsó nagy véna) vezeti. Ez a shunt kulcsfontosságú, mert biztosítja, hogy a leginkább oxigénnel telített vér gyorsan elérje a szív jobb pitvarát. A máj megkerülése nem jelenti azt, hogy a szerv teljesen vérellátás nélkül marad. A ductus venosus elágazásánál a vér egy része belép a máj kapilláris rendszerébe, ellátva a májsejteket a szükséges tápanyagokkal. A legfrissebb vért tehát a máj kapja.
2. Foramen ovale
Az alsó nagy vénából érkező vér, amely már keveredett a magzat elhasznált (de még mindig viszonylag oxigéndús) vérével, belép a szív jobb pitvarába. Itt történik a magzati keringés egyik legintelligensebb szétválasztása. A foramen ovale egy nyílás a pitvari sövényben, amely lehetővé teszi, hogy a vér közvetlenül a jobb pitvarból a bal pitvarba áramoljon. Mivel a magzati tüdő ellenállása magas, a jobb pitvari nyomás nagyobb, mint a bal pitvari nyomás, ami nyitva tartja ezt a nyílást. A két pitvarban a felső testfél elhasznált vére és az alsó fővénán érkező friss vér a pitvarok közt lévő élettani nyíláson (foramen ovale) keresztül keveredik.
3. Ductus arteriosus (Botallo-vezeték)
Az a vér, amely lefelé áramlott a jobb pitvarból a jobb kamrába, a tüdőartériába kerül. Mivel a tüdő ellenállása magas, a vér nagy része nem a tüdő felé veszi az irányt. Ehelyett a vér 90%-a egy harmadik shuntön, a ductus arteriosuson keresztül áramlik. Ez a shunt rendkívül fontos szerepet játszik a tüdő védelmében. Mivel a tüdő nem vesz részt a gázcserében, felesleges lenne az összes vért átpumpálni rajta. A ductus arteriosuson keresztül a vér eljut az aortába, keveredik az ott lévő vérrel, és lefelé áramlik a törzs, a hasi szervek és a végtagok felé. A jobb szívfélből a vér egy igen kis része jut csak a magzat tüdejébe, nagyobbrészt egy - a megszületés után záródó - éren át (Botallo-vezeték) jut a főverőérbe (aorta).
A magzati keringés útvonala és oxigénszintje
A magzati keringési rendszer alapvetően különbözik a születés utáni rendszertől két kritikus ok miatt. Először is, a magzat nem használja a tüdejét a gázcseréhez. Az oxigén és a tápanyagok az anya véréből, a placentán keresztül jutnak el a magzathoz. A magzati életben a vér útvonala prioritásokat követ: a friss, oxigéndús vérnek a lehető leghamarabb el kell jutnia az életfontosságú szervekhez: az agyhoz és a szívhez.
Az alábbi táblázat összefoglalja a vér oxigéntelítettségét a magzati keringés különböző szakaszaiban:
| Érszakasz / hely | Oxigéntelítettség (%) | Megjegyzés |
|---|---|---|
| Placentából érkező vér (köldökvéna) | 80-85 | Friss, oxigéndús vér |
| Alsó nagy véna (keveredett vér) | kb. 67 | Placentális vér és magzati elhasznált vér keveréke |
| Bal pitvarba jutó vér (foramen ovalén keresztül) | kb. 65 | Az agy és felső végtagok vérellátása |
| Jobb kamrából a tüdőartériába pumpált vér | kb. 58 | Az alsó testfél vérellátása |
A placentából érkező vér (kb. 80-85% oxigéntelítettség) a köldökvéna (Vena umbilicalis) útján jut a magzathoz. Az alsó visszér (vena cava inferior) vére a jobb pitvarba ömlik. Itt azonban áramlástani okokból nem igen keveredik a felső nagy visszér (vena cava superior) vérével, hanem az akkor még nyitott pitvarok közötti sövény nyílásán (foramen ovale) átáramlik a bal pitvarba, majd onnan a bal kamrába. A bal kamrából így viszonylag friss vér pumpálódik a főverőér kezdeti szakaszába. A főverőér ívének végénél azonban a jobb kamrából eredő tüdőverőér és a főverőér között ismét fontos összeköttetés, a Botallo-vezeték (ductus arteriosus) található, ahol a jobb kamrából kipumpált vér is a véráramhoz csatlakozik, és a vér keveredése teljessé válik. Az addig eredő artériák (szívkoszorúerek, főverőér ívének fejhez és felső végtaghoz futó ágai) még viszonylag friss vért kapnak. A fentiekből következik, hogy az egykörös vérellátás valamennyi területen változó mértékben kevert vérrel látja el a szerveket és testrészeket. A vér "frissességének" ez a különbözősége a magzat, majd az újszülött testarányaiban és szerveinek, testrészeinek fejlettségében is kifejezésre jut.
A magzati keringés monitorozása és lehetséges rendellenességek
A magzati vérkeringés monitorozása ma már az egyik legfontosabb diagnosztikai eszközzé vált. Rutin ultrahang-vizsgálattal általában a hatodik terhességi héten (a fogamzást követő 4. héten) ismerhető fel a szívműködés. A szívfrekvencia a legkorábbi stádiumban 80-90/min. körüli érték, mely a 10. hétig 180-190/min. értékig változik, majd a terhesség folyamán fokozatosan, lassan csökken. A szülést megelőző hetekben a normális magzati szívfrekvencia 120-160/min. közötti tartományban tekinthető élettaninak.
A magzati szív célzott ultrahangos vizsgálatával (magzati echokardiográfia) mind az anatómiai, mind a funkcionális hibák felismerhetők. A vizsgálat speciális szaktudást, technikai hátteret igényel, valamint időigényessége miatt jelenleg még nem képezi a rutin terhesgondozás részét, indokolt esetben azonban a vizsgálat megfelelő centrumokban elérhető. Javallatnak tekinthető a kórelőzményben szereplő szívhiba (mind a családi terheltség, mind az esetleges előző beteg magzat, illetve újszülött indoka a vizsgálat elvégzésének), idős anyai életkor, anyai cukorbetegség, méhen belüli magzati fertőzés gyanúja, egyes gyógyszerek, vegyszerek alkalmazása a terhesség során, illetve rutin ultrahangszűrés alkalmával észlelt bizonyos eltérések esetén.
Súlyos, az élettel össze nem egyeztethető szívhiba megfelelő időben történő felismerése esetén lehetőség nyílik a terhesség genetikai javallat alapján történő megszakítására. A magzat szívfrekvenciájának ellenőrzése a szülészetben régóta ismert vizsgálóeljárás. A szülés körüli időszakban a normális magzati szívfrekvencia 120-160/min. A magzat szívfrekvenciájának a méh összehúzódásával, illetve a magzat mozgásával egy időben az idő függvényében történő észlelése a kardiotokográfia (CTG) vizsgálat. Ennek során észleljük a magzat szívfrekvenciáját, az esetleges méhtevékenységet, magzatmozgásokat, az eredményt a gép grafikusan megjeleníti egy papírcsíkon. Oxigénhiányos állapotban többnyire a szívfrekvencia átmeneti vagy súlyosabb esetben tartós lassulása figyelhető meg.
A vizsgálóeljárások másik csoportja a magzat ereiben keringő vér eloszlását, sebességét, irányát határozza meg. Oxigénhiányos állapotban a keringés szabályozása az életfontosságú szervek keringésének megtartása céljából "átrendezi" a véráramot. A keringés paraméterei speciális ultrahangvizsgálattal (magzati keringésvizsgálat: flowmetria) ellenőrizhetők, a keringést egyes érszakaszokon vizsgálva véleményt alkothatunk a magzat oxigénellátását illetően. A vizsgálat előnye, hogy úgynevezett non-invazív, tehát az anyai szervezetbe nem hatoló vizsgálat, mégis igen lényeges és megfelelően pontos információt szolgáltat a magzat méhen belüli állapotát illetően. A vizsgálat indokát képezheti például anyai magas vérnyomás, a magzat fejlődésének lassulása, kóros CTG lelet.
A születés csodája: a keringés átalakulása
A születés pillanata a magzati élet egyik legintenzívebb fiziológiai átalakulása. A magzati vérkeringés másodpercek alatt felnőtt típusú keringéssé alakul át. Az egyik esemény, amely jelzi a magzati keringésről a születés utáni keringésre való elképesztő átállást, a köldökzsinór elvágása. Amikor a baba megszületik és megteszi az első lélegzetet, a tüdő megtelik levegővel, és a benne lévő folyadék felszívódik. A tüdőben lévő erek kitágulnak, és ezzel hirtelen drasztikusan lecsökken a tüdőben lévő ellenállás. Ez a változás azonnal lehetővé teszi, hogy a vér nagy mennyiségben áramoljon a tüdőbe. A köldökzsinór elvágása megszünteti a placentából érkező véráramlást. Ez azt jelenti, hogy a vena umbilicalis és a ductus venosus működése megszűnik.
A shuntök záródása
A magzati keringés kerülőágai, a ductus venosus és a ductus arteriosus, valamint a bal és jobb szívfél közötti átjáró, a foramen ovale az első lélegzetvétellel kezdenek funkcionálisan megszűnni.
- Ductus venosus: A köldökzsinór elvágása után a véráramlás megszűnik a köldökereken keresztül, és a ductus venosusban lévő vérnyomás leesik. A ductus venosus funkcionálisan szinte azonnal záródik, de anatómiailag lassabban, rostos köteggé, a ligamentum venosummá alakul át a következő napokban.
- Foramen ovale: A tüdőellenállás csökkenése miatt a bal pitvarba a tüdővénákon keresztül sokkal több vér érkezik, mint korábban. Ezzel párhuzamosan a placentális keringés megszűnése miatt a jobb pitvarba kevesebb vér érkezik. Emiatt a bal pitvarban a nyomás megnő, és magasabb lesz, mint a jobb pitvarban. A legtöbb csecsemőnél a foramen ovale funkcionálisan néhány percen belül záródik. Az anatómiai záródás (a szövetek összenövése) azonban hetekig, akár hónapokig is eltarthat.
- Ductus arteriosus: Ez a záródás talán a legösszetettebb. A tüdő légzésének megindulásával a vér oxigéntelítettsége drámaian megnő. A ductus arteriosus falában lévő simaizomsejtek rendkívül érzékenyek az oxigénszint emelkedésére. A placenta eltávolításával megszűnik a prosztaglandin E2 (PGE2) termelése, ami a magzati életben nyitva tartotta a shuntöt. A ductus arteriosus funkcionális záródása általában az első 10-15 órában megtörténik. Anatómiailag (az ér elrostosodása) általában 2-3 hét alatt fejeződik be, ekkor alakul ki a ligamentum arteriosum.
A magzati vérkeringés átmenete a születéskor ideális esetben zökkenőmentes és gyors. Azonban bizonyos körülmények, mint például a koraszülés, megnehezíthetik ezt a folyamatot. A koraszülöttek tüdeje még nem teljesen érett, és az oxigénre adott érválasz is kevésbé hatékony.