Föten leben in Flüssigkeit (Fruchtwasser) im Mutterleib. Sie atmen nicht, und ihre Lungen sind kollabiert und haben keine Funktion. Der benötigte Sauerstoff wird von der Mutter über die Plazenta zugeführt, und der fetale Kreislauf ist darauf eingestellt. Der fetale Kreislauf versorgt die Gewebe und Organe des wachsenden Fötus mit sauerstoffreichem Blut (und Nährstoffen). Außerdem entfernt er Kohlendioxid und Abfallprodukte, indem er sie an die Plazenta weiterleitet. Der fetale Herzkreislauf nutzt dieselben Blutgefäße und Herzkammern, die auch nach der Geburt verwendet werden, aber der Fluss ist an mehreren Stellen anders.
Was ist der fetale Kreislauf?
Der Blutkreislauf ist der Fluss des Blutes durch die Arterien und Venen des Körpers. Das Blut transportiert Sauerstoff, Aminosäuren, Kohlenhydrate, Hormone und andere wichtige Stoffe zu allen Zellen und Geweben des Körpers. Nach der Geburt erhält das Kreislaufsystem Sauerstoff aus der Lunge und Nährstoffe aus dem Darm. Abfallprodukte werden über Lunge, Nieren, Leber und Darm ausgeschieden.
Für einen Fötus ist die Plazenta die Quelle für Sauerstoff und Nährstoffe. Sie ist auch der Weg der Abfallentsorgung. Das Kreislaufsystem Ihres Babys entwickelt sich für das Leben in der Außenwelt, aber während es sich entwickelt, ist es für alle seine Bedürfnisse auf die Plazenta angewiesen.
Der fetale Kreislauf ist ein komplexes Gefüge von Veränderungen in der Richtung des Blutflusses an verschiedenen Stellen des Herzens und der großen Blutgefäße. Diese Anpassungen und Shunts ermöglichen es dem Fötus, Sauerstoff und Nährstoffe für Wachstum und Entwicklung zu verteilen.
Der fötale Blutkreislauf ist ein äußerst geschicktes Manöver der Natur. Dasselbe Herz und dieselben Blutgefäße werden verwendet, um die völlig unterschiedlichen Bedürfnisse des Fötus zu bewältigen, und sie verändern sich kurz nachdem das Baby geboren ist und zu atmen beginnt.
Wie unterscheidet sich der fötale Kreislauf vom Kreislauf nach der Geburt?
Um den fetalen Kreislauf zu erklären, sind zwei Fakten erforderlich:
Die Lunge ist nicht funktionsfähig. Der Fötus lebt im Fruchtwasser in der Gebärmutter und atmet nicht. Nach der Geburt pumpt die rechte Seite des Herzens sauerstoffarmes Blut in die Lungen, um Sauerstoff zu gewinnen. Diese Funktion ist während des Lebens des Fötus nicht möglich, daher wird die rechte Herzhälfte für die Blutversorgung der Aorta umfunktioniert.
Die Plazenta ist die Quelle des Sauerstoffs. Die von ihr ausgehende Vene transportiert Sauerstoff und Nährstoffe, und die Nabelarterie führt Kohlendioxid und Abfallstoffe zur Plazenta. Der fötale Herzkreislauf muss daher das von der Plazenta kommende Blut zu den Geweben und Zellen leiten, anstatt es in die Lungen zu befördern.
Im Kreislauf nach der Geburt ist der Blutdruck auf der systemischen Seite (Versorgung mit sauerstoffreichem Blut durch die linke Seite des Herzens) höher als auf der pulmonalen Seite (Blut, das von der rechten Seite des Herzens in die Lungen gepumpt wird). Im Gegensatz dazu herrscht im fetalen Kreislauf ein hoher Druck im Lungenkreislauf, der den Blutfluss durch die Shunts zum Körper des Fötus und zur Plazenta fördert. Nach der Geburt sinkt der Druck im Lungenkreislauf, die Shunts schließen sich, und der normale Kreislauf stellt sich ein.
Schritte des fetalen Kreislaufs
Der fetale Kreislauf nutzt die gleichen Blutgefäße und Herzkammern, um seine sehr unterschiedlichen Funktionen zu erfüllen. Dazu wird das Blut durch verschiedene Öffnungen und Passagen geleitet, die sich nach der Geburt schließen:
Das sauerstoffreiche Blut aus der Plazenta gelangt über die Nabelvene zurück zum Fötus. Diese Vene verläuft durch die Nabelschnur, die die Plazenta mit dem Fötus verbindet.
Das sauerstoffreiche Blut fließt durch diese Vene und passiert einen Shunt, den Ductus venosus. Das Blut aus dem gesamten Körper fließt durch die obere und die untere Hohlvene zum Herzen zurück.
Die obere und untere Hohlvene münden in den rechten Vorhof des Herzens. Während des fötalen Lebens gibt es eine Öffnung zwischen dem rechten und dem linken Vorhof, das Foramen ovale. Durch diesen zweiten Shunt gelangt sauerstoffreiches Blut in den linken Vorhof und dann in die linke Herzkammer.
Die linke Herzkammer pumpt dieses Blut in die Aorta, durch die es in den Kopf und die Arme gelangt. Auf diese Weise gelangt das sauerstoffreichste Blut zum Gehirn.
Ein Teil des Blutes aus dem rechten Vorhof fließt in die rechte Herzkammer. Dann wird es in die Lungenarterie gepumpt.
Durch den hohen Druck in der Lunge wird ein großer Teil dieses Blutes durch einen dritten Shunt, den Ductus arteriosus, in die Aorta gepresst. Es wird in die untere Körperhälfte des Fötus und in die Nabelarterien gepumpt.
Die beiden Nabelarterien verlaufen durch die Nabelschnur und führen das Blut zur Plazenta. Kohlendioxid und Abfallstoffe werden an den mütterlichen Kreislauf abgegeben, während Sauerstoff und Nährstoffe aufgenommen werden.
Die Rolle der Shunts im fötalen Kreislauf
Ductus venosus. Dieser Shunt ermöglicht es dem sauerstoffreichen Blut, die Leber zu umgehen. Der Ductus venosus verschließt sich kurz nach der Geburt aufgrund des erhöhten systemischen Blutdrucks und chemischer Substanzen, die Prostaglandine genannt werden.
Foramen ovale. Diese Öffnung im fötalen Herzen ermöglicht den Blutfluss vom rechten in den linken Vorhof. Dadurch wird sichergestellt, dass sauerstoffreiches Blut in verschiedene Teile des sich entwickelnden Körpers gepumpt wird. Wenn sich diese Öffnung bei der Geburt nicht schließt, gilt sie als eine Art angeborener Herzfehler.
Ductus arteriosus. Dieses Gefäß zwischen der Lungenarterie und der Aorta ermöglicht es dem Blut aus der rechten Herzkammer, in die Aorta zu fließen, anstatt in die nicht arbeitenden Lungen zu gelangen. Wenn sich dieses Gefäß bei der Geburt nicht schließt, wird es als eine Art angeborener Herzfehler betrachtet.
Diese Shunts werden während des fötalen Lebens benötigt, um Organe zu umgehen, die noch nicht funktionieren. Nach der Geburt filtert die Leber das Blut aus dem Darm, um Nährstoffe zu gewinnen und zu verwerten. Außerdem entfernt sie Chemikalien, Giftstoffe und andere gefährliche Moleküle. Diese Blutfilterung wird jedoch erst benötigt, nachdem das Baby die Nahrung mit dem Mund aufgenommen und aus dem Darm absorbiert hat. Auch die Lungen müssen erst dann mit Blut versorgt werden, wenn das Baby anfängt, Luft zu atmen.
Diese Bypass-Wege ermöglichen auch das Überleben bei einigen Herzfehlbildungen, die sonst tödlich verlaufen würden. Diese Babys sind nach der Geburt betroffen, wenn sich diese Bypässe zu schließen beginnen.
Beendigung des fötalen Kreislaufs
Bei der Geburt wird die Nabelschnur abgeklemmt oder abgebunden und durchtrennt. Das Neugeborene erhält nun keinen Sauerstoff mehr über sie. Die Lunge dehnt sich aus, wenn das Baby zu atmen beginnt. Das Blut aus der Lungenarterie fließt nicht mehr durch den Ductus arteriosus, der sich innerhalb von Stunden bis Tagen verschließt. Da der Druck im linken Vorhof steigt, wird auch das Foramen ovale verschlossen. Der Ductus venosus verschließt sich ebenfalls. Jetzt ist die Abkehr vom fötalen Kreislauf abgeschlossen.
Das Foramen ovale und der Ductus arteriosus sind normal (und werden erwartet), wenn sie im Ultraschall oder in der fetalen Echokardiographie gesehen werden. Sie gelten als abnormal, wenn sie nach der Geburt offen bleiben.
