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.
Az oxigéntranszport két formában történik: fizikailag oldva és kémiailag (hemoglobinhoz) kötve. A fizikailag oldott oxigén mennyisége nem elegendő, az artériás vérben is csupán 3 ml/l oxigén fér el (0,03 ml/l/Hgmm), így az oxigénellátás csak 80 literes perctérfogattal lenne biztosítható. A hemoglobin négy alegységből álló molekula, mindegyik alegység képes egy oxigénmolekulát szállítani. A hemoglobin koncentrációja normálisan 2,1-2,5 mmol/liter, így összesen kb. 9 mmol/l oxigént köt a hemoglobin 100%-os szaturációnál, ez 206 ml-nek felel meg.
A hemoglobin oxigénkötése függ a vérben oldott oxigén parciális nyomásától. A görbe szigmoid alakú, az elején exponenciálishoz hasonló, a végén pedig telítést mutat. Ezt a hemoglobin homotrop kooperativitása okozza, azaz az egyik alegység oxigénkötése elősegíti a többi alegység oxigénkötését is. A vénás vérben a hemoglobin oxigénhez való affinitása csökken, nő az oxigénleadása. Ezek a tényezők mind előállnak fokozott munkavégzés esetén egy működő izomban. Ez a mechanizmus is biztosítja a lokális vazodilatáción felül az izom oxigénellátását.
A magzati keringés, vagyis a 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. Itt csak a placenta kifejlődése (negyedik terhességi hónap vége) utáni állapot kerül összefoglalásra.
A méhlepényt a magzattal a köldökzsinór (umbilicus) köti össze. A méhlepény (placenta; kb. 22 cm átmérőjű, 2-2.5 cm vastagságú, 500 g súlyú korong alakú szerv) anyai és magzati részből tevődik össze. Funkciói - beleértve endokrin működését - olyan sokrétűek, hogy azzal külön szócikk foglalkozik. Itt hangsúlyozni kell, hogy a méhlepényen átáramló anyai és magzati vér szigorúan elkülönített rendszerben áramlik, és a két vér közötti anyagcsere-különbség többszörös elválasztó-szűrő rendszeren keresztül valósul meg. Ennek a fő komponenseit a méhlepény magzati részeinek bolyhait borító hám- és alaphártya rendszer képezi. Az anya és a magzat genetikailag és ennek praktikusan összes (fenotípusos) kifejeződésében (vércsoportok, szöveti antigének stb.) önálló egyedek, és a megfelelő elhatárolódás hiánya esetleg mindkét félre nézve tragikus következményekkel járhat.
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. Ezek kóros vagy rendkívüli körülmények között azonban bekövetkezhetnek: előbbi a köldökzsinór fejlődési rendellenességei, utóbbi szüléskor bekövetkező, a köldökzsinór leszorításával járó komplikációk esetén. A magzatot és a méhlepényt összekötő három nagy ér fut benne: két artéria és egy véna. Fontos megjegyezni, hogy az artériák itt - összetételt tekintve - "vénás", míg a véna "artériás" vért szállítanak. Az artéria és a véna (visszér) elnevezést mindig a véráram szívhez viszonyított irányához, és nem a szállított vér összetételéhez alkalmazzuk.
A köldökzsinór két artériája (arteria umbilicalis) a magzati belső csípőverőerekből (arteria iliaca interna) ered. A köldökzsinóron keresztül a méhlepény magzati bolyaiban 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 is, hogy a magzati hemoglobin oxigénkötő képessége (affinitása) nagyobb, mint a felnőttkori vérfestéké.
Magzati keringés - A magzati egészségfelügyelet alapjai
A köldökzsinórból a vér útja a magzatban a következőképpen alakul: a köldökzsinór vénájából (vena umbilicalis) származó vér mintegy fele-fele arányban két irányba áramlik. Az egyik fele a májkapu vénához (vena portae) vezetődve a máj állományába kerül, és ezen átszűrődve közvetve, a másik fele egy elkerülő vezetéken (ductus venosus; Arrantius-féle vezeték) közvetlenül az alsó fő visszérbe (vena cava inferior) ömlik. 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 foetalis hemoglobin béta-alegység helyett gamma-alegységet tartalmaz. A gamma-alegység kevésbé köti a 2,3-biszfoszfoglicerátot.
A szén-monoxid affinitása a hemoglobinhoz igen magas, az oxigénének a 200-szorosa, azaz 0,5 Hgmm-es PCO is majdnem teljesen telíti a hemoglobint. Ezután nagyon nehezen disszociál a hemoglobinról. A maradék hemoglobin megváltozott kinetika szerint köti az oxigént; az eredeti szigmoid görbe eltűnik, mert a CO is kiváltja a homotrop kooperativitást.
| Szerv/Struktúra | Funkció | Vér összetétele (a magzat szempontjából) |
|---|---|---|
| Méhlepény (Placenta) | Gázcsere, tápanyagfelvétel, salakanyagleadás | Anyai és magzati vér elkülönült rendszere |
| Köldökzsinór (Funiculus umbilicalis) | Összeköti a magzatot a méhlepénnyel | 2 artéria (vénás vér), 1 véna (artériás vér) |
| Ductus venosus (Arrantius-féle vezeték) | Elkerülő vezeték a máj megkerülésére | Közvetlenül az alsó fő visszérbe vezeti a vért |
| Foramen ovale | Nyílás a pitvarok közötti sövényen | A vért a jobb pitvarból a bal pitvarba irányítja |
| Ductus arteriosus (Botallo-vezeték) | Összeköttetés a tüdőverőér és a főverőér között | A jobb kamrából származó vérrel keveri a véráramot |
Az előbb felvázolt keringési rendszer pillanatok alatt megváltozik a megszületéskor. A felsírás azt is jelenti, hogy beindult a tüdőlégzés és ezzel együtt a kisvérkör. A nyomás- és áramlási viszonyok megváltozása (és egyéb mechanizmusok közreműködésével) záródnak a köldökerek (a köldökellátás csak praktikus és biztonsági célokat szolgál), funkcionálisan záródik a foramen ovale és a Botallo-vezeték. Mindezek teljes anatómiai összezáródásához bizonyos idő szükséges. Ezek a mechanizmusok nem működnek mindig hibátlanul, ami fejlődési rendellenességekhez vezethet.