Die Plazenta: Entwicklung, Struktur und physiologische Funktion

Die Plazenta: Struktur und Funktion

Die Plazenta besteht aus mütterlichem und fetalem Gewebe. Ihre Struktur ist so beschaffen, dass mütterliches und fetales Blut über die größtmögliche Fläche in engen Kontakt kommen, dabei aber streng voneinander getrennt bleiben und nicht kommunizieren (zumindest vor der Geburt).

Klassifikation der menschlichen Plazenta

• Hämomonochorial (Hemochorial): Die Eizelle implantiert in die Gebärmutterschleimhaut. Der Trophoblast dringt durch das Endometrium bis zum Endothel der Uterusgefäße vor, wodurch er in direkten Kontakt mit dem mütterlichen Blut gelangt.
• Dezidual: Das Eindringen des Trophoblasten in die Gefäße führt zur Zerstörung des uterinen Bindegewebes. Dies bedingt bei der Ablösung der hämomonochorialen Plazenta nach der Geburt mehr oder weniger starke Blutungen. Die Region der Schleimhaut, die bei der Geburt mit der Plazenta abgestoßen wird, wird als Dezidua bezeichnet.
• Diskoide und Pseudokotyledonäre Form: Die menschliche Plazenta ist scheibenförmig (im Gegensatz zu diffusen Plazenten, die die gesamte Gebärmutterhöhle einnehmen). Die Zotten sind in kleinen Gruppen (Kotyledonen) zusammengefasst, die durch unvollständige Septen getrennt sind.

Entwicklung der Plazenta

Die ersten drei Wochen der Entwicklung

Bereits im Morula-Stadium sind kleinere periphere Zellen (Mikromere) dazu bestimmt, den Trophoblasten zu bilden. Diese unterscheiden sich von den zentralen, sperrigeren Zellen (Makromere), die den Dottersack und den Embryo bilden.

• Im Blastula-Stadium besteht der Trophoblast aus einer einzigen peripheren Zellschicht.
• Zu Beginn der 2. Woche differenziert sich der Trophoblast in zwei Schichten: den Zytotrophoblasten und den Synzytiotrophoblasten.
• Mitte der 2. Woche vermehrt sich der Synzytiotrophoblast des implantierten Eis weiter und untergräbt die Kapillaren des Endometriums, wodurch mütterliches Blut in die entstehenden Lakunen (Seen) gelangt. Diese Lakunen konvergieren und bilden einen Hohlraum, der vom Synzytiotrophoblasten begrenzt wird: die intervillöse Kammer.
• Am Ende der 2. Woche wird eine mesenchymale Achse aus dem extraembryonalen Mesenchym in die Achse des Zytotrophoblasten der Zotten eingeführt, wodurch sich sekundäre Zotten bilden.
• Mitte der 3. Woche differenzieren sich primitive vaskuläre Inseln innerhalb der mesenchymalen Achse der sekundären Zotten. Diese werden dann als tertiäre Zotten bezeichnet.
• Der fetale Plazentakreislauf ist am zwanzigsten Tag hergestellt, wenn das Gefäßsystem der Zotten mit dem embryonalen Herzen in Kontakt tritt. Somit sind am Ende der 3. Woche bereits alle Elemente vorhanden, die den embryonalen und mütterlichen Kreislauf ermöglichen.

Vom Ende der 3. Woche bis zum Ende des 4. Monats

Die Plazenta nimmt ihre endgültige Form an, nachdem eine Reihe von Veränderungen stattgefunden hat:

Obliteration der Gebärmutterhöhle

Am Ende der 3. Woche erscheint das Ei, vollständig von Chorionzotten umgeben, als eine unscharfe Kugel in der Gebärmutterschleimhaut. Ab dem Ende des 2. Monats degenerieren die Chorionzotten, die dem Einnistungsort abgewandt sind, und hinterlassen an dieser veralteten Stelle ein glattes, avaskuläres Chorion laeve.

Organisation der Zotten

Es verbleibt nur noch das Zottenchorion (Chorion frondosum). Die tertiären Zotten (Haftzotten) verankern sich im Zytotrophoblasten. Auf den Achsen dieser primitiven Zotten entstehen 25 bis 50 Tochterzotten (freie oder Haftzotten). Die meisten erreichen die Basalplatte und sind dort eingefügt. Die primitiven Zotten hypertrophieren und werden als Zottenstämme erster Ordnung bezeichnet. Diese verzweigen sich wiederum in Zottenstämme zweiter Ordnung, die sich weiter in Zottenstämme dritter Ordnung unterteilen, welche die Basalplatte halten. Die Gesamtheit der Zottenstämme erster Ordnung und ihrer Verzweigungen bildet ein Kotyledon – die funktionelle Einheit der Plazenta.

Rückbildung des Zytotrophoblasten

Der Zytotrophoblast vermehrt sich nicht mehr und wird in den überlebenden Zotten abgebaut, sodass nur noch wenige isolierte Zellen unter dem Synzytiotrophoblasten verbleiben.

Vom 4. Monat bis zum Ende der Schwangerschaft

Es entwickelt sich ein sehr dichtes, stark anastomosierendes Kapillarnetz, das sich nahe der Basalplatte und in der Peripherie der Zottensysteme befindet.

Mütterlicher Plazentakreislauf

Die Spiralarterien, auch uteroplazentare Arterien genannt, münden bereits am Ende der 2. Schwangerschaftswoche in die intervillöse Kammer.

Physiologie der Plazenta

Die Plazentaschranke: Austausch zwischen Mutter und Fötus

Die Plazenta dient als Austauschgebiet: Das fetale Blut nimmt aus dem mütterlichen Blut die benötigten Elemente auf und gibt seine Abfallstoffe ab.

Austauschmechanismen

• Blutgase und Wasser: Diffusion von Blutgasen und Wasser durch Osmose. Dient der Versorgung des Fötus und der Erneuerung des Fruchtwassers.
• Proteine: Mütterliche Proteine werden in Aminosäuren zerlegt und auf fetaler Seite wieder zu Proteinen rekonstituiert.
• Kohlenhydrate: Kohlenhydrate diffundieren gut.
• Vitamine: Vitamine passieren die Plazenta (der genaue Mechanismus ist teilweise unbekannt).

Barrierefunktion und Permeabilität

Die Plazenta agiert als Zollgrenze, die bestimmte Materialien durchlässt und andere zurückhält. Sie respektiert die Unabhängigkeit und Verschiedenheit von Mutter und Kind.

• Da die Proteine von Mutter und Kind unterschiedlich sind, ist es notwendig, Proteine auf Ebene der Zotten aus Aminosäuren neu aufzubauen.
• Die Plazentaschranke ist durchlässig für bestimmte Bakterien und Toxine, aber undurchlässig für andere.
• Metalle und Metallverbindungen werden sehr leicht übertragen.
• Medikamente: Penicillin, Sulfonamide und Antimykotika passieren die Schranke leicht.

Die Plazenta als endokrine Drüse

Die Plazenta produziert Hormone, die für die Aufrechterhaltung der Schwangerschaft und die fetale Entwicklung essenziell sind.

Wichtige Hormone

• Progesteron: Wird anfangs in großen Mengen vom Corpus luteum produziert, später von der Plazenta übernommen.
• Östrogen: Wird von der Plazenta nach dem Rückgang der ovariellen Aktivität sezerniert. Die Konzentration steigt während der Schwangerschaft an.
• Humanes Choriongonadotropin (HCG): Wird wahrscheinlich von den Zellen des Zytotrophoblasten ausgeschieden. Die Konzentration steigt zu Beginn der Schwangerschaft rasch an, erreicht ihr Maximum in der zwölften Woche und sinkt danach ab. Die wesentliche Rolle von HCG scheint die Erhaltung des gestagenproduzierenden Corpus luteum zu sein.
• Humanes Chorionsomatomammotropin (HCS): Wird vom Synzytiotrophoblasten der Zotten ausgeschieden. Die Sekretion folgt einer regelmäßigen Aufwärtskurve und erreicht einen Höhepunkt in der späten Schwangerschaft. Es hat eine somatotropische Wirkung. Die Hauptaufgabe von HCS ist es, dem Fötus eine ausreichende und konstante Energiezufuhr in Form von Glukose zu gewährleisten, oft auf Kosten einer Stoffwechselumstellung bei der Mutter, die bevorzugt Lipid-Substrate nutzt.