胎儿窘迫的病因及机制

胎儿窘迫的病因及机制 胎儿窘迫(fetal stress)是胎儿在宫内缺氧及酸中毒引起的一系列 病理状态及综合症状,危及胎儿健康和生命,与孕妇、胎儿、胎盘、脐 带、麻醉等多种因素有关。胎儿本身可以通过多种调节保护自己免 于窒息,如:通过心血管调节,脑循环自身调节,血流再分布至重要器 官,包括心、脑、肾上腺;减少总氧消耗,表现为胎动减弱或消失, 胎儿呼吸伴运动消失等;胎儿血红蛋白在酸性环境中增加释放氧;某 些器官(尤其是非重要器官)利用无氧代谢作为能量等。胎儿的充分 氧合对于胎儿的内环境、生长发育和多系统功能及新生儿存活非常 重要。 1 1 母亲、胎儿及新生儿的氧合母亲、胎儿及新生儿的氧合 胎儿氧供来自母体血液,必需通过子宫胎盘循环,经绒毛上皮进 行气体交换,而达到胎儿的循环,在经胎儿本身的循环将氧气送到胎 儿各部。 多种因素影响胎儿氧合,最重要的是子宫胎盘胎儿血流。子宫血 流(uterus blood flow,UBF),约 500700ml/min,占母亲心输出量的 20%25%,其中近 80%90%的血流通过绒毛间隙,约 400500ml/min,剩 下的大部分供应子宫肌层。UBF 与灌注压(子宫动脉压子宫静脉压) 成正比,与子宫血管阻力成反比。脐血流受胎儿血液动力学和交感神 经系统的调节,通过化学感受器和压力感受器实现。足月时,脐血流 占胎儿心输出量的 40%50%,但其中约 70%分流,不与母亲交换。一般 来说,胎血氧分压大于 30MmHg(颈动脉、头皮或脐动脉穿刺所得)。 多种因素可以影响胎母氧分压的大幅增减,包括胎盘功能异质性(母 亲、胎儿血液分布不均所致),血管分流,胎盘血液弥散能力多样性, 及胎盘氧耗(平均每分钟 10ml 氧气/kg 净体重,故足月时 20%50%来 自母体的氧气被胎盘消耗)。近足月时,胎血比母血氧容量大,约 50%,但 实际大部分情况相反。血氧容量是血红蛋白(Hb)浓度与每摩尔 Hb 能 结合的氧气(O2)摩尔数的乘积。每摩尔 Hb 能结合 4molO2,正常血氧 容量约 8mM 或 1.368ml/g。红细胞数和胎儿血红蛋白(F-Hb)浓度随 孕周增加,其值可大大超过成人水平,足月时平均 F-Hb 浓度约为 17g/d1。胎儿血红蛋白浓度增高可能是红细胞生成素刺激红细胞生 成的结果,相反,平均红细胞容积和红细胞 Hb 量降低。母体红细胞生 成也因红细胞生成素产生率的增加而增多,所以,母体孕期血氧容量 比非孕期大。胎血氧亲合力大于成人。正常情况下,胎儿氧合血红蛋 白解离曲线(氧离曲线)比母亲的向左移,这样,在一定的氧分压下,相 同温度及 pH 条件下,Hb-F 比成人 Hb(Hb-A)的氧亲合力大,这就允许 低血氧分压值下 Hb-F 氧饱和度比母亲高。血流流经绒毛间隙时,母 血获取胎儿及胎盘来的二氧化碳(CO2)和代谢酸性物质,氧离曲线右 移(Bohr 正效应),母体 Hb 的氧释放增加。同时,胎血酸性物质的减 少也引起 Hb-F-O2 解离曲线左移(Bohr 负反应),从而增加从母血中 吸取氧量。 综上,尽管胎血比母血氧分压以及氧合血红蛋白饱和度低,但流入 胎儿脑部和心脏的动脉血氧浓度比母亲动脉血高(16.5 及 15.4ml/d1/min)1。氧气转运率主要受母亲和胎儿血流量、胎儿血氧 分压及母亲和胎儿血氧容量的调节。胎儿所有营养物质中,氧气的储 备率最低;足月时,氧气储备量近 42ml,仅够满足其不足 2min 的代谢 需要,这样,从理论上来讲,急性缺氧时,胎儿有 2min 的氧气供给。由 于胎儿循环比成人循环快 45 倍,任何原因所致的胎盘氧转运严重减 少都会导致胎儿氧合的急速下降。但是,胎儿具备相应的代偿机制, 可使其在低氧情况下幸存,但是这些防御机制作用是有限的,因为虽 然心输出量保持不变,但重分配至重要器官的血液仍会分流胎盘的血 流,从而进一步减少母亲提供的氧气。 2 2 引起胎儿缺氧的因素引起胎儿缺氧的因素 2.1 母体母素 2.1.1 妊娠肝内胆汁淤积症(ICP)胎儿宫内窘迫、早产、死胎是 ICP 的主要危害。ICP 的病因目前多认为是在遗传易感性的基础上,与体 内雌激素升高有关,其发病机制可能有:胆管的通透性增加、Na+-K+- ATP 活性降低、膜流动性改变、雌激素代谢异常等等,另外也有可能 与免疫、环境等因素有关 2.1.2 母体子宫血流(UBF)减少 多种因素可以引起 UBF 减少,如任 何原因所致的母体低血压(如主腔静脉受压、出血性及感染性休克、 局部阻滞、镇静剂、催眠剂、麻醉剂);母体高血压,先兆子痫;相当 程度的母体低血容量;血粘度增高(如高球蛋白血症);子宫收缩亢进; 内源性(如应激反应刺激交感神经、吸烟、嗜铬细胞瘤)和外源性血 管收缩因子;以及综合因素。但当胎儿内稳态已经受损时,如胎盘功 能不全,对于缺氧状态的耐受性会降低。母体低血压几乎所有近足 月的孕妇仰卧位时妊娠子宫体位相关性压迫下腔静脉,但只有近 12% 的病例中出现有意义的母体低血压,因为周围血管阻力增加可以代偿。 可是,UBF 和胎儿氧供可能大大降低(由于回心静脉血量下降,心输出 量和搏出量下降),而不伴有母亲血压和心率的明显变化,这取决于腔 静脉受阻的程度。主髂血管受压时,母体血压可能保持正常,但 UBF 严重下降。许多药物,包括催眠剂、镇痛剂、吸入剂及局麻使用的交 感神经阻滞剂,都可能通过自主神经系统代偿机制(心动过速和周围 血管阻力增加)促进血流动力学紊乱,从而引起明显的低血压和 UBF 降低。母体低血压是局部阻滞使用不当最常见的并发症,低血压的程 度取决于交感神经阻滞水平。母体高血压母体高血压也可影响 UBF,由于其血管阻力增加所致。继而引起的母体有效血容量减少,低 蛋白血症、贫血、血粘度增高,及胎盘超微结构改变等进一步损害胎 盘功能。相当程度的母体流血容量母体出血和血容量减少时,如产 前出血、子宫破裂等,出现广泛性的血管收缩,子宫血循环也参与此 反应。持续性出血和血容量减少可能引起 UBF 明显减少,主要是系统 灌注减少和血管收缩所致,母血携氧能力下降,损害胎儿。合并胎儿 贫血(如成红细胞增多症),或母亲和/或胎儿血红蛋白病将进一步损 害胎儿的氧合。血粘度增高母血氧容量能随贫血、红细胞增多症 等病变的不同发生改变,这些改变都与氧亲合力的变化有关,因为 2,3-DPG 的红细胞内浓度随 Hb 浓度发生相反变化。红细胞增多症患 者可能因血粘度增加而降低 UBF。子宫收缩亢进子宫收缩过频、 持续时间过长,如不协调收缩、高张性收缩易致宫内窘迫。正常宫缩 时宫内压超过母体血液进入绒毛间隙的平均压,引起暂时性胎盘血流 停止;间歇期宫内压降至 40100mmHg,持续 1.52min,足够胎血氧含 量恢复正常。因此痉挛性收缩时,宫缩间歇持续宫内压升高,影响胎 盘中气体的交换。 2.1.3 低氧血症 母亲缺氧得到了广泛的研究。其对胎儿氧合的影 响取决于其产生的程度、时间和机制,以及胎儿本身的情况和代偿机 制。经计算,母体 PO2 50MmHg 时胎儿氧合受到损害。2.2 胎盘、脐 带、羊水因素 2.2.1 脐血流减少 UBF 的减少可能间接引起易变的和延迟性的脐血流下降,这是胎 儿低氧血症和压力反射性心动过缓的结果。胎儿酸中毒和一些能透 过胎盘的药物及麻醉剂也可通过改变胎儿心肌工作间接降低脐血流。 脐带受压直接影响脐血流且引起脐血流立即下降。若脐静脉受压,胎 儿的静脉回心血量减少,从而心输出量和脐血流减少;若脐动脉受压, 胎儿主动脉压力增高,引起胎儿压力反射性心动过缓,脐血流降低。 异常的脐带附着也能直接改变脐血流循环,严重损害胎儿的氧供。脐 带过短、过长:过短危害性与胎盘位置、脐带附着部位高低密切相关,过 长易缠绕、真结形成、受压,导致血流障碍。脐带缠绕:绕颈最常见, 占 9%以上,很少引起胎儿死亡,除非绕颈圈数过多或过紧影响胎儿胎 盘血流。脐带打结:真结较少见,假结无临床意义。脐带扭转:后果决 定于脐带顺其纵轴扭转圈数,10 圈为生理范畴。脐带狭窄;局部缺 乏华通氏胶处形成扭曲以至狭窄。脐带血肿:脐静脉破裂,血液渗入 华通氏胶内形成血肿,压迫脐血管。脐带胎膜附着异常:帆状血管、 前置血管,发病率分别为 0.24%1.8%,0.02%。此类脐血管容易发生 破裂,围产儿死亡率极高,达 43.5%66.6%。居首位12。另外,脐带 脱垂引起胎儿血供的骤停。 2.2.2 胎盘 胎盘对母体或胎儿循环障碍有一定代偿能力,若循环障 碍时间过长、过于严重,超过了胎盘的代偿能力,或胎盘本身受某些 因素影响代偿能力不足,均可致胎儿缺氧。有许多情况可能导致胎盘 超微结构改变从而引起胎盘功能不全,包括母体高血压病、先兆子痫、 糖尿病、营养过剩,Rh 同种免疫,宫内感染,吸烟及过期妊娠等。常 见可能致胎儿窘迫的胎盘因素如下:胎盘感染:常见为绒毛炎,羊膜 炎。近期研究 HBV 发现 HBV 感染胎盘多发生妊娠晚期13,可导致绒 毛膜血管病14,引起绒毛结构的一系列变化,导致胎盘不能形成呼 吸膜,影响母儿间的物质交换,从而引起胎儿窘迫16。羊膜内细菌 克隆化,产生较高水平磷脂酶 A2,使前列腺素和儿茶酚胺类水平升高,子 宫平滑肌和脐血管平滑肌以及内皮细胞痉挛,胎儿缺氧,酸中毒,胎儿 窘迫15。胎盘发育障碍:胎盘系数(胎盘重(g)/新生儿体重(g) 过大,水肿型绒毛,绒毛血管膜病,赖仁胜等多数学者7,15,16认为 这类改变均可导致胎儿窘迫。胎盘种植异常:胎儿缺氧程度,视低置 或前置胎盘剥离面范围大小、出血量多少而定16。胎盘形状异 常:某些可能导致胎儿窘迫,如膜样胎盘,有缘胎盘,轮廓胎盘及帆状 胎盘等,引起血管破裂16。胎盘局部循环障碍性疾病:绒毛梗死, 底蜕膜血肿,血栓形成等16。胎盘早剥引起胎儿氧供停止。 2.2.3 羊水量 研究表明羊水过少与胎盘功能低下呈一致性,羊水量 越少胎儿窘迫发病率越高17,产时羊水过少,胎儿宫内窘迫、新生 儿窒息,围产儿病死率及剖宫产率增多明显增加。 2.3 胎儿因素 胎儿心血管系统功能障碍,如严重的先天性心血管疾 病,胎儿低血压或心衰,胎儿颅内出血影响心血管中枢等,胎儿血循环 流通障碍,胎儿缺氧。 3 3 结论结论 如果胎儿缺氧,合并酸中毒,出生时可发现有多种病因学因素存在。 最常见的是显著的母体低血压,缺氧,过度换气,贫血和低血容量,高 血压,子宫收缩亢进及胎盘功能不全。剖宫产过程中若合并麻醉剂过 量,可能进一步损害胎儿氧合