Plazenta, Nabelschnur und Amnion

Zu den pränatalen Schutz- und Versorgungsstrukturen gehören insbesondere Plazenta, Amnionhöhle, Nabelschnur und Eihäute. Die Plazenta hat die wichtigste Funktion: Als fetomaternales Organ ermöglicht sie den Stoff- und Gasaustausch zwischen Mutter und Fetus. Die Ausbildung des uteroplazentaren Kreislaufs umfasst mehrere Schritte, die unter anderem mit der Umwandlung des Endometriums sowie mit dem Eindringen von fetalen Plazentaanteilen in die mütterliche Gebärmutterschleimhaut einhergehen. Die reife Plazenta weist dann einen charakteristischen Aufbau mit fetalen und maternalen Anteilen auf. Über die Plazentaschranke ist der Embryo vor direktem Kontakt mit dem mütterlichen Blut geschützt. So wird sichergestellt, dass nur selektiv Nährstoffe und Gase zwischen Mutter und Fetus übertragen werden und beide Seiten vor Schadstoffen geschützt sind. Daneben produziert die Plazenta viele Hormone, die unter anderem für die Anpassung des mütterlichen Organismus an die Schwangerschaft und die Aufrechterhaltung der Schwangerschaft sorgen.

Nach der Implantation des Keims in der Uterusschleimhaut am 6. Tag der Embryonalentwicklung kommt es zu einigen Veränderungen auf maternaler und fetaler Seite mit der Ausbildung des uteroplazentaren Kreislaufs. Damit die Implantation erfolgen und der Keim in der ersten Zeit ernährt werden kann, muss sich zunächst die Gebärmutterschleimhaut in die nährstoffreiche Dezidua umwandeln. Außerdem differenziert sich der Keim bereits vor der Implantation in Embryoblast und Trophoblast. Aus dem Trophoblasten entstehen Synzytio- und Zytotrophoblast als frühe embryonale Plazentastrukturen, die in die Dezidua eindringen. Auch wenn die Entwicklung der Plazenta somit bereits vor der Implantation beginnt, erfolgt die Ernährung des Keims erst ab dem 12. Tag über das mütterliche Blut. Erst dann kommen die kindlichen Gefäße (durch die Eröffnung mütterlicher Gefäße) mit dem mütterlichen Blut in Kontakt und es entsteht die fetomaternale Austauschzone.

Dezidualreaktion

• Definition: Veränderungen, die das Schwangerschaftsendometrium (Dezidua) bei der Implantation durchmacht
• Ziel
  • Ernährung des Keims: Einlagerung von Fett und Glykogen (→ Zellvergrößerung)
    • Sekretion lytischer Enzyme durch Synzytiotrophoblasten bei der Invasion in die Uterusschleimhaut → Aufnahme der Nährstoffe durch den Synzytiotrophoblasten zur Ernährung des Keims
  • Immunologische Abschirmung des Keims: Ausbildung von Tight Junctions, die die Implantationsstelle vom restlichen endometrialen Gewebe abgrenzen (immunologisch privilegierter Raum)
  • Vorbereitung des plazentaren Kreislaufs: Die Gefäße der Dezidua wandeln sich unter Progesteroneinfluss zu einem Netz aus anastomosierenden Spiralarterien um

Dezidua

Die Dezidua bildet später den mütterlichen Teil der Plazenta und kann anhand ihrer Lagebeziehung zum Implantationsort in drei Abschnitte gegliedert werden:

• Decidua basalis: Bildet den mütterlichen Teil der Plazenta
• Decidua capsularis: Anteil der Dezidua, der nach der interstitiellen Implantation kappenartig über dem Keim liegt
• Decidua parietalis: Übrige endometriale Schleimhaut, die den Uterus außerhalb des Implantationsortes auskleidet

Ernährung des Keims

Die Ernährung des Keims steht eng mit der Plazentaentwicklung in Verbindung.

• Histiotrophe Phase
  • Vor dem 12. Tag der Embryonalentwicklung
  • Ernährung durch Nährstoffe, die vom Synzytiotrophoblasten durch Lyse der Deziduazellen aufgenommen wurden
• Hämatotrophe Phase
  • Ab dem 12. Tag der Embryonalentwicklung
  • Beginn des uteroplazentaren Kreislaufs
  • Über die blutgefüllten Lakunen besteht Kontakt zwischen Synzytiotrophoblast und dem mütterlichen Kreislauf
  • Nährstoffversorgung erfolgt aus dem mütterlichen Blut

Plazentation

Voraussetzung für die Plazentation ist die Differenzierung der embryonalen Zellmasse in die zweiblättrige Keimscheibe in der Präimplantationsphase. Die Keimscheibe besteht aus Embryoblast und Trophoblast. Bei der Implantation differenziert sich der Trophoblast weiter in Syncytiotrophoblast und Zytotrophoblast, aus denen später die Plazenta hervorgeht.

• Ziel: Stoff- und Gasaustausch zwischen Mutter und Kind über das Blut
• Stadien
  • Kompaktes Stadium
    • 1. Entwicklungswoche
    • Synzytiotrophoblast ragt als kompakte Zellschicht fingerförmig in die Decidua basalis
  • Lakunäres Stadium
    • Ab dem 9. Tag der Embryonalentwicklung
    • Im Synzytiotrophoblasten entstehen Lakunen, die nur noch durch schmale Synzytiotrophoblastentrabekel getrennt sind
    • Die lytischen Enzyme der Synzytiotrophoblasten arrodieren im Verlauf die Spiralarterien der Dezidua, sodass die Lakunen mit mütterlichem Blut gefüllt werden
    • Im Verlauf fließen die Lakunen zusammen und bilden den intervillösen Raum

Entstehung und Reifung der Chorionzotten

Im Laufe der Plazentareifung verändern die Chorionzotten (Villi) ihre Zusammensetzung. Aus den recht einfach gebauten Primärzotten werden Tertiärzotten, die zum Gas- und Stoffaustausch fähig sind und Anschluss an die Nabelschnur erhalten.

• Ziel: Möglichst effektiver Gas- und Nährstoffaustausch
• Ablauf
  • Primäre Chorionplatte: Synzytiotrophoblast und der angrenzende Zytotrophoblast
  • Sekundäre Chorionplatte: Synzytio- und Zytotrophoblast sowie extraembryonales Mesoderm
    • Entsteht durch Einwanderung des extraembryonalen Mesoderms, das sich am Ende der 2. Woche an die Zytotrophoblastenschicht anlagert
  • Primärzotten: Entstehen durch Einwanderung von Zytotrophoblastenzellen in die Synzytiotrophoblastentrabekel
    • Aufbau
      • Kern aus Zytotrophoblastenzellen
      • Äußere Synzytiotrophoblastenschicht
  • Sekundärzotten: Entstehen durch Einwanderung von Mesodermzellen in das Zentrum der Primärzotten
    • Aufbau
      • Mesodermaler Kern
      • Durchgehende Schicht aus Zytotrophoblastenzellen
      • Synzytiotrophoblastenschicht mit Mikrovilli
  • Tertiärzotten: Erhalten im Laufe der dritten Woche Anschluss an die Nabelschnurgefäße
    • Entstehung durch Bildung von Kapillaren in den Sekundärzotten (Differenzierung der Mesodermzellen im Zottenkern)
    • Tertiärzotten vor dem 4. Monat
      • Aufbau
        • Differenzierter mesodermaler Kern mit kindlichen Kapillaren
        • Durchgehende Schicht aus Zytotrophoblastenzellen
        • Synzytiotrophoblastenschicht
    • Tertiärzotten ab dem 4. Monat: Zytotrophoblast verschwindet langsam aus den Tertiärzotten → Nur noch vereinzelte Zytotrophoblastenzellen (sog. Langhans-Zellen )
      • Durch das Verschwinden der durchgängigen Schicht aus Zytotrophoblastenzellen wird die Diffusionsstrecke zwischen kindlichem und mütterlichem Blut maximal verkürzt
      • Aufbau
        • Differenzierter mesodermaler Kern mit kindlichen Kapillaren
        • Vereinzelte Zytotrophoblastenzellen (Langhans-Zellen)
        • Synzytiotrophoblastenschicht

Aufbau der Plazenta

Die reife, scheibenförmige Plazenta misst ca. 20 cm im Durchmesser und ist ungefähr 500 g schwer. Mit einer Durchblutung von 500–750 mL/min beansprucht sie gegen Ende der Schwangerschaft ca. 10–15 % des maternalen Herzminutenvolumens. Sie lässt sich in drei Bereiche gliedern:

• Basalplatte (vorwiegend mütterlicher Anteil)
• Intervillöser Raum und Zottenbäume (fetomaternale Zone)
• Chorionplatte (kindlicher Anteil)

Basalplatte

• Definition: Vorwiegend mütterlicher Anteil der Plazenta, der der Uteruswand anliegt
  • Aufbau: Mütterliche Dezidua mit einigen in sie eingewachsenen embryonalen Zellen (Zyto-, Synzytio- und extravillöse Trophoblastenzellen )
    • Plazentasepten: Stülpen sich als Ausläufer der Basalplatte an einigen Stellen in den intervillösen Raum vor
    • Kotyledone: 10–40 Areale, in die die Basalplatte uterusseitig gegliedert wird

Intervillöser Raum und Zottenbäume

• Intervillöser Raum
  • Raum, der mit maternalem Blut gefüllt ist und in den die kindlichen Zottenbäume ragen
  • Berührungszone zwischen mütterlichen und kindlichen Plazentastrukturen → Ort des fetomaternalen Gas- und Stoffaustausches
• Zottenbäume: Die Plazenta besteht aus 30–50 stark verzweigten Zottenbäumen
  • Stammzotten: Basaler Bereich der Zottenbäume mit fetalen Arterien und Venen
  • Intermediärzotten: Bereich der Zottenbäume mit fetalen Arteriolen, Venolen und Kapillaren
  • Terminalzotten: Endzotten mit Kapillaren, die frei im intervillösen Raum flottieren. Sie sind direkt am fetomaternalen Gas- und Stoffaustausch beteiligt
  • Haftzotten: Befestigung der Zottenbäume an der Dezidua
    • Der Zytotrophoblast der Haftzotten dehnt sich aus und schiebt sich zwischen Dezidua und Synzytiotrophoblast

Chorionplatte

• Definition: Kindlicher Teil der Plazenta
• Aufbau: Von Synzytiotrophoblast, Zytotrophoblast und dem parietalen Blatt des extraembryonalen Mesoderms gebildet
  • Chorion frondosum: Zottentragendes Chorion, das an der Plazentabildung beteiligt ist
  • Chorion laeve: Zottenfreies Chorion, das der mittleren Eihaut entspricht

Plazentaschranke

Mütterlicher und kindlicher Kreislauf sind durch mehrere Zellschichten (die sog. Plazentaschranke) voneinander getrennt. Die Plazentaschranke kontrolliert den Gas- und Stoffaustausch. Während sie bis zum 4. Monat noch aus 5 Schichten besteht, verschwindet danach der Zytotrophoblast aus der Zottenwand und es sind nur noch vereinzelt Zytotrophoblastenzellen (Langhans-Zellen) vorhanden.

• Aufbau bis zum 4. Monat (von maternal nach fetal)
  1. Synzytiotrophoblast
  2. Zytotrophoblast
  3. Basallamina des Trophoblasten
  4. Bindegewebiges Zottenstroma
  5. Basallamina des Endothels
  6. Kapillarendothel
• Aufbau ab dem 4. Monat (von maternal nach fetal)
  1. Synzytiotrophoblast
  2. Verschmolzene Basallaminae von Trophoblast und Endothel
  3. Kapillarendothel

Nach der Geburt muss überprüft werden, ob sich die Plazenta komplett von der Uterusschleimhaut gelöst hat, da sonst die Gefahr einer Nachblutung besteht. Dies erfolgt über die Beurteilung der Vollständigkeit der Kotyledone auf mütterlicher Seite. Auf fetaler Seite sollte die Plazenta von Amnion bedeckt sein!

Plazentalösungsstörung
Für Plazentalösungsstörungen gibt es viele Ursachen. Ein Grund für das Entstehen schwerer Blutungskomplikationen ist die fehlerhafte Bildung der Zytotrophoblastenschale. Dringt der Trophoblast zu tief ein (z.B. Placenta accreta), kommt es zu Problemen bei der Plazentalösung. Bei zu geringer Eindringtiefe kann es zu einer vorzeitigen Plazentalösung mit Ausbildung eines retroplazentaren Hämatoms kommen.

Hormonproduktion

• Bildungsort: Synzytiotrophoblast
• Funktion
  • Erhaltung der Schwangerschaft
  • Adaptation des mütterlichen Organismus an die Schwangerschaft
  • Regulation der uterinen Durchblutung
  • Förderung von Entwicklung und Wachstum des Kindes
  • Einleitung der Geburt
• Produzierte Hormone: Zu den wichtigsten Hormonen zählen HCG, HPL, CRH, Östrogen und Progesteron, über die im Folgenden ein kurzer Überblick gegeben wird (Eine ausführliche Übersicht über die Hormone in der Schwangerschaft siehe auch: Hormonelle Situation während der Schwangerschaft)

Gas- und Stoffaustausch

• Passiver Transport
  • Einfache Diffusion: O₂ , CO₂, Kreatinin, Harnstoff, Bilirubin, Wasser, Medikamente
  • Erleichterte Diffusion: Glucose, Lactat
• Aktiver Transport: Aminosäuren, Peptide, Hormone, Vitamine, Fettsäuren, anorganische Ionen
  • Pinozytose: Proteine, Lipide, Antikörper (IgG)

Fettlösliche Vitamine (A, D, E, K), Immunglobuline (außer IgG) und die meisten Proteine können die Plazentaschranke nur eingeschränkt oder überhaupt nicht passieren. Als wichtiger Cofaktor für die Blutgerinnung sollte dem Neugeborenen daher Vitamin K direkt nach der Geburt substituiert werden!

Leider können auch einige potenziell teratogene Substanzen wie Ethanol oder die Anti-D-Antikörper des Rhesus-Systems als IgG-Antikörper die Plazentaschranke passieren. Bei den Isoagglutininen des AB0-Systems handelt es sich jedoch vorwiegend um plasmatische IgM-Antikörper, für die die Passage nicht möglich ist!

Leihimmunität (Nestschutz)
Ab der 20. Schwangerschaftswoche beginnt der transplazentare Transport von IgG-Antikörpern. Die Konzentration der IgG-Antikörper im fetalen Blut steigt mit dem Gestationsalter, sodass der Infektionsschutz gegen Ende der Schwangerschaft am größten ist. Dies bietet dem Neugeborenen eine Leihimmunität gegenüber gewissen Infektionserregern. Frühgeborene haben dementsprechend nur einen unzureichenden Nestschutz. Werden IgM-Antikörper im Blut des Neugeborenen festgestellt, spricht das eher für eine intrauterine Infektion, da die Plazentaschranke für IgM undurchlässig ist. Durch das Stillen können dann auch weitere Immunglobuline über die Muttermilch (insb. IgA) auf das Neugeborene übertragen werden. So kann der Nestschutz auch nach der Geburt ausgebaut werden. Der Nestschutz ist in den ersten Wochen bis Monaten ein Schutz gegen Infektionen des Neugeborenen, da das eigene adaptive Immunsystem noch nicht ausgereift ist.

Die Nabelschnur stellt die lebenswichtige Verbindung zwischen Embryo und Plazenta dar. Über sie ist das Kind an den uteroplazentaren Kreislauf angeschlossen und wird mit Nährstoffen und Gasen versorgt. Bei der Geburt beträgt ihre Länge ca. 50–70 cm. Sie setzt normalerweise zentral an der Chorionplatte der Plazenta an. Durch Ausweitung der Amnionhöhle kommt es in der 4.–8. Woche zur Zusammenlagerung mehrerer Strukturen.

Bildung und Aufbau der Nabelschnur

Bestandteile der frühen Nabelschnur

• Haftstiel: Vorläufer der reifen Nabelschnur
• Allantois
  • Entsteht in der dritten Woche aus der Wand des Dottersacks als kleine Ausstülpung in den Haftstiel
  • Am Übergang von Allantoisepithel zum Entoderm des Hinterdarms entsteht die Harnblase.
• Gefäße: 3 Gefäße, die ausschließlich kindliches Blut führen
  • 2 Umbilikalarterien (= Aa. umbilicales): Äste der Aa. iliacae internae, führen sauerstoffarmes Blut vom Fetus zur Plazenta
  • 1 Umbilikalvene (= V. umbilicalis): Zieht von der Plazenta in Richtung der fetalen Leber und führt sauerstoff- und nährstoffreiches Blut
• Ductus vitellinus: Verbindet den Mitteldarm mit den Überbleibseln des Dottersacks
• Dottersackgefäße: Blutversorgung des Dottersacks

Bestandteile der reifen Nabelschnur

• Grundsubstanz: Gallertiges Bindegewebe (Wharton-Sulze)
• Hülle: Amnionepithel
• Inhalt
  • Nabelgefäße
  • Reste des obliterierten Ductus vitellinus
  • Urachus

Die Umbilikalarterien führen sauerstoffarmes, die Umbilikalvene hingegen sauerstoffreiches Blut!

Physiologischer Nabelbruch

Durch das schnelle Wachstum der Abdominalorgane gibt es kurzzeitig zu wenig Platz in der embryonalen Leibeshöhle → Auslagerung von Darmanteilen in das extraembryonale Zölom der späteren Nabelschnur von der 6. bis zur 10. Entwicklungswoche.

Amnionhöhle

Die Amnionhöhle entsteht bereits sehr früh in der Schwangerschaft und umschließt den Embryo als schützende Hülle . Mit Wachstum des Embryos weitet sich auch die Amnionhöhle aus, was zur Obliteration weiterer Höhlen führt.

• Entstehung: Bereits in der 2. Entwicklungswoche durch Auswanderung von Epiblastenzellen (siehe oben)
• Inhalt
  • Ausgekleidet von Amnionepithel
  • Ausgefüllt durch Fruchtwasser, das vom Amnionepithel produziert wird
• Folgen des kindlichen Wachstums
  • Obliteration der Chorionhöhle: Parallel zum Feten wächst auch die ihn umschließende Amnionhöhle mit → Chorionhöhle wird immer weiter ausgefüllt, bis sie schließlich obliteriert
  • Obliteration des Uteruscavum: Durch das schnelle fetale Wachstum nähert sich auch die den Feten umschließende Decidua capsularis an die Decidua parietalis der Uteruswand an → Verschmelzung der beiden Deziduaschichten, sodass die Amnionhöhle etwa im vierten Monat die gesamte Uterushöhle ausfüllt

Für weitere Informationen zum Fruchtwasser siehe Fruchtwasseranomalien → Fruchtwasser

Eihäute

Als Eihäute bezeichnet man die den Embryo umschließenden Embryonalhüllen, die aus mütterlichen und kindlichen Anteilen bestehen. Sie verschmelzen im Laufe der Schwangerschaft miteinander und bieten dem Embryo mechanischen Schutz. Umgangssprachlich werden sie teilweise auch als Fruchtblase bezeichnet.

1. Amnion: Innere Eihaut,
   • Wird vom Embryoblast gebildet und sezerniert die Amnionflüssigkeit
2. Chorion: Mittlere Eihaut,
   • Wird vom Zytotrophoblast gebildet
3. Dezidua: Äußere Eihaut,
   • Wird von der uterinen Decidua capsularis gebildet, die über der Implantationsstelle liegt

Ausbildung des uteroplazentaren Kreislaufs

Beschreibe den Aufbau von Tertiärzotten!

Die reife Plazenta

In welche drei Bereiche lässt sich die reife Plazenta unterteilen?

Aus welchen Schichten besteht die reife Plazentaschranke?

Welche Hormone werden in den Synzytiotrophoblasten der Plazenta gebildet?

Wann kann die höchste HCG-Konzentration im Blut einer Schwangeren gemessen werden?

Wieso können Rhesus-Antikörper die Plazentaschranke passieren, Antikörper des AB0-Systems hingegen nicht?

Die Nabelschnur

Aus welcher Substanz besteht die Nabelschnur?

Amnionhöhle und Eihäute

Was sind die Eihäute? Welche drei Schichten werden unterschieden?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.