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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:①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;②减少总氧消耗,表现为胎动减弱或消失,③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;④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500~700ml/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400~500ml/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4~5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。①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。。②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。③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。④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。⑤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40~100mmHg,持续1.5~2min,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:①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]。②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]。③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]。④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。
  给予母体高浓度氧气改善胎儿氧供不应该被认为是处理胎儿缺氧的万灵药。已经发现,胎儿氧分压增加不与母亲的增加成比由于Hb-O2饱和曲线的形态,在多数情况下,若子宫胎盘胎儿血流不变,母亲氧分压的大幅增加只能引起胎儿氧压力和容量的轻度增加,分别为5~10MmHg和1~2ml/d1。另外,在继发于子宫胎盘胎儿血流不足的胎儿缺氧病例中,尽管母亲氧分压显著增加,胎儿氧分压也不会增高。不过,给予母亲高浓度氧可能是处理胎儿低氧血症的暂时的支持性手段。