Η λειτουργία του πλακούντα

Ο πλακούντας έχει τέσσερις κύριες λειτουργίες:

Ανταλλαγή αερίων, ύδατος και ηλεκτρολυτών

Η μεταφορά των αερίων από την μητρική στην εμβρυϊκή κυκλοφορία γίνεται με απλή διάχυση. Το Ο2 μεταφέρεται κυρίως με την μορφή της οξυαιμοσφαιρίνης. Τρεις είναι οι κύριοι παράγοντες που οδηγούν στην μεταφορά του οξυγόνου από την μητρική προς την εμβρυϊκή κυκλοφορία. Ο βασικότερος είναι το γεγονός ότι η διαφορά των πιέσεων του Ο2 στις δύο πλευρές της πλακουντιακής μεμβράνης είναι 20 mmHg. Ακόμη, η εμβρυϊκή Hb έχει υψηλότερη χημική συγγένεια με το Ο2 από ότι η Hb του ενήλικα και, τέλος, το έμβρυο έχει πολύ υψηλές συγκεντρώσεις Hb. Αυτοί οι τρεις παράγοντες κατ’ αρχήν οδηγούν στην ταχεία πρόσληψη του Ο2 από το έμβρυο σε σχετικά χαμηλές μερικές πιέσεις. Επιπρόσθετα, τα επίπεδα κορεσμού της Hb εξαρτώνται από το ρΗ, το pCO2 και την θερμοκρασία. Όταν αυξηθεί η pCO2 στο εμβρυϊκό αίμα τότε αυξάνεται η χημική συγγένεια της εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης προς το Ο2, ενώ ελαττώνεται η χημική συγγένεια της μητρικής αιμοσφαιρίνης προς το Ο2. Το CO2 είναι εύκολα διαλυτό στο αίμα και μεταφέρεται γρήγορα μέσω του πλακούντα. Η διαφορά των μερικών πιέσεων είναι περίπου 5 mmHg. Η μεταφορά του CO2 μπορεί να γίνει ως διττανθρακικό οξύ, ως καρβονικό οξύ, ή ως καρβαμινο-αιμοσφαιρίνη. Η σύνδεση του CO2 με την Hb για τον σχηματισμό καρβαμινο-αιμοσφαιρίνης επηρεάζεται από παράγοντες που επηρεάζουν και την απελευθέρωση του Ο2. Έτσι, η αύξηση της καρβαμινοαιμοσφαιρίνης οδηγεί σε απελευθέρωση Ο2.

Το ύδωρ διέρχεται εύκολα μέσω του πλακουντιακού φραγμού και δημιουργεί ισορροπία συγκέντρωσης. Η οδηγός δύναμη για την μετακίνηση αυτή είναι η υδροστατική, η κολλοειδωσμωτική και η ωσμωτική πίεση των διαλυτών.

Ο πλακούντας ρυθμίζει ενεργητικά την μεταφορά του Na με το ένζυμο Na/K ΑΤΡάση, που ευρίσκεται στην εμβρυϊκή επιφάνεια του πλακούντα. Ως αποτέλεσμα της ενεργητικής αυτής μεταφοράς δημιουργείται υψηλότερη συγκέντρωση Na στο πλάσμα του εμβρύου από εκείνη της μητέρας.

Η μεταφορά του Κ επιτυγχάνεται με μηχανισμό που δεν έχει αποσαφηνισθεί πλήρως. Υπάρχουν ενδείξεις ύπαρξης ενός μεταφορέα Κ στην μητρική επιφάνεια του πλακούντα, ενώ ακόμη φαίνεται να συμμετέχει και το ενδοκυττάριο Ca++. Η συγκέντρωση του Κ είναι υψηλότερη στο πλάσμα του εμβρύου από εκείνη της μητέρας. Σε περίπτωση εμβρυϊκής οξέωσης τα επίπεδα του Κ αυξάνονται σημαντικά στο έμβρυο, ενώ στην μητέρα παραμένουν σταθερά.

Το Ca μεταφέρεται ενεργητικά διαμέσου του πλακούντα με αποτέλεσμα η συγκέντρωση του να είναι υψηλότερη στο πλάσμα του εμβρύου από εκείνη της μητέρας.

Μεταφορά χρησίμων ουσιών προς το έμβρυο και απομάκρυνση από αυτό των αχρήστων

Η γλυκόζη, η οποία μεταφέρεται από την μητρική κυκλοφορία, αποτελεί την κύρια ουσία στην οποία βασίζεται ο οξειδωτικός μεταβολισμός του πλακούντα. Από τα σάκχαρα μόνον η γλυκόζη και οι μονοσακχαρίτες διέρχονται εύκολα τον πλακούντα, σε αντίθεση με τους δισακχαρίτες, που δεν μπορούν να διαβούν τον πλακουντιακό φραγμό. Αδιαπέραστος είναι ακόμη ο πλακούντας και για άλλες αλκοόλες όπως η σορβιτόλη και η μανιτόλη. Σε φάση νηστείας, η υγιής έγκυος έχει συγκέντρωση γλυκόζης φλεβικού αίματος 4 mmol/1 ενώ 3,3 mmol/1 είναι η αντίστοιχη συγκέντρωση στην ομφαλική φλέβα.

Έγχυση γλυκόζης στην μητρική κυκλοφορία έχει ως αποτέλεσμα την παράλληλη αύξηση των επιπέδων της γλυκόζης στο μητρικό και εμβρυϊκό αίμα. Αυτό συμβαίνει μέχρι την τιμή των 10,6 mmol/1 στο εμβρυϊκό αίμα, από την οποία και πέρα, καμία απολύτως αύξηση δεν συμβαίνει, ανεξαρτήτως τιμής της γλυκόζης στην μητρική κυκλοφορία. Δεδομένου ότι οι ορμόνες που παίζουν ρόλο στην ομοιόσταση της γλυκόζης δεν υπάρχουν στον πλακούντα, η γλυκόζη διέρχεται τον πλακουντιακό φραγμό με τον μηχανισμό της διευκολυνόμενης διάχυσης. Ο κύριος ρυθμιστικός παράγοντας των επιπέδων της εμβρυϊκής γλυκόζης είναι τα επίπεδα της γλυκόζης στο μητρικό αίμα. Ο πλακούντας ο ίδιος χρησιμοποιεί γλυκόζη και μάλιστα μπορεί και κατακρατά μέχρι και την μισή ποσότητα από την γλυκόζη που διέρχεται από αυτόν. Στο μέσο της κύησης, περίπου 70% της γλυκόζης μεταβολίζεται με γλυκόλυση, 10% με τον κύκλο των πεντοζών και το υπόλοιπο αποθηκεύεται ως γλυκογόνο ή λίπος. Στο τέλος της κύησης, ο ρυθμός της χρήσης της γλυκόζης πέφτει στο 30%. Η αποθήκευση γλυκογόνου γίνεται στο εμβρυϊκό ήπαρ, στους μύες και στην καρδιά καθώς επίσης και στον πλακούντα. Τα επίπεδα γλυκογόνου στο εμβρυϊκό ήπαρ αυξάνονται σταθερά κατά την διάρκεια της κύησης και στο τέλος της κύησης είναι διπλάσια από αυτά ενός ενήλικα. Τις πρώτες ώρες της ζωής τα επίπεδα πέφτουν και φτάνουν αυτά του ενήλικα.

Τα λίπη είναι αδιάλυτα στο ύδωρ και επομένως μεταφέρονται μέσα στο αίμα είτε ως ελεύθερα λιπαρά οξέα συνδεδεμένα με αλβουμίνη είτε ως λιποπρωτεΐνες. Το έμβρυο χρειάζεται τα λιπαρά οξέα για την κατασκευή των κυτταρικών μεμβρανών αλλά και για αποθήκευση στον λιπώδη ιστό. Αυτό είναι πολύ σημαντικό στην άμεση νεογνική περίοδο. Υπάρχουν ενδείξεις ότι τα ελεύθερα λιπαρά οξέα διαπερνούν τον πλακούντα και ότι η μεταφορά αυτή δεν είναι εκλεκτική. Υπάρχουν ακόμη ενδείξεις ότι ο ίδιος ο πλακούντας έχει την δυνατότητα να παράγει λιπαρά οξέα, όπως το αραχιδονικό οξύ.

Οι εμβρυϊκές πρωτεΐνες συντίθενται από ελεύθερα αμινοξέα, τα οποία μεταφέρονται διάμεσου του πλακούντα με ενεργό μεταφορά, αλλά και από ορισμένα αμινοξέα, όπως η γλυκίνη και η γλουταμίνη, τα οποία ο ίδιος συνθέτει. Η συγκέντρωση των ελευθέρων αμινοξέων είναι μεγαλύτερη στην εμβρυϊκή παρά στην μητρική κυκλοφορία. Ο πλακούντας δεν συμμετέχει στην εμβρυϊκή πρωτεϊνοσύνθεση. Ωστόσο, συνθέτει δικές του πρωτεϊνικές ορμόνες, οι οποίες μεταφέρονται στην μητρική κυκλοφορία. Τέτοιες είναι η χοριακή Συνθετική Ωοθυλακιοτρόπος ορμόνη (HCG) και το πλακουντιακό γαλακτογόνο (HPL). Οι ανοσοσφαιρίνες επίσης συντίθενται από τον εμβρυϊκό λεμφικό ιστό. Η IgM εμφανίζεται πρώτη στην εμβρυϊκή κυκλοφορία στην 20ή εβδομάδα της κύησης. Ακολουθεί η IgA και τελευταία η IgG. Η IgG είναι η μόνη ανοσοσφαιρίνη που διαπερνά τον πλακούντα.

Η συγκέντρωση της ουρίας είναι μεγαλύτερη στο έμβρυο από ότι στη μητέρα κατά περίπου 0,5 mmol/1 και ο ρυθμός κάθαρσης δια μέσου του πλακούντα είναι περίπου 0,54 mg/min/kg εμβρύου στο τέλος της κύησης. Πιστεύεται ότι το 25% των ενεργειακών αναγκών του εμβρύου καλύπτεται από πρωτεϊνικές πηγές. Η αμμωνία διαπερνά εύκολα τον πλακούντα και η μητρική αμμωνία μπορεί να είναι η πηγή εμβρυϊκών νιτρωδών.

Ενδοκρινική λειτουργία του πλακούντα

Ο πλακούντας μπορεί να θεωρηθεί, μεταξύ των άλλων, και ως ένας ενδοκρινής αδένας, όντας υπεύθυνος για την παραγωγή πρωτεϊνικών και στεροειδών ορμονών. Αλλά και το ίδιο το έμβρυο εμπλέκεται σε αρκετές διαδικασίες ορμονικής παραγωγής και με αυτή την έννοια το κύημα λειτουργεί συνολικά ως εμβρυοπλακουντιακή μονάδα. Ακόμη, ο πλακούντας παράγει διάφορα ένζυμα και ειδικές πρωτεΐνες.

Πρωτεϊνικές ορμόνες

Ανθρώπινη χοριακή Συνθετική Ωοθυλακιοτρόπος ορμόνη (HCG)

Πρόκειται για μία γλυκοπρωτεΐνη διπλής αλυσίδας, MB 38400, αποτελούμενη από δύο ανόμοιες υποομάδες. Η α-υποομάδα είναι ίδια για όλες τις γλυκοπρωτεϊνικές ορμόνες όπως η LH, η FSH και η TSH, αλλά η β-υποομάδα είναι διαφορετική. Παράγεται από τα τροφοβλαστικά κύτταρα. Η β-υποομάδα της χοριακής Συνθετικής Ωοθυλακιοτρόπου ορμόνης μπορεί να ανιχνευθεί στο μητρικό πλάσμα από την 7η ημέρα μετά την σύλληψη. Φθάνει στα υψηλότερα επίπεδα στο μητρικό αίμα περί την 8η έως 10η εβδομάδα. Η μόνη γνωστή λειτουργία αυτής της ορμόνης είναι η διατήρηση του ωχρού σωματίου της κύησης. Επίσης, πιθανόν να παίζει κάποιον ρόλο στον μηχανισμό της διαφοροποίησης των γονάδων του άρρενος εμβρύου. Προσδιορίζεται με τεχνικές αναστολής της συγκόλλησης. Αυτό είναι το κοινό τεστ κύησης, το οποίο καθίσταται θετικό στα ούρα 14 ημέρες μετά την σύλληψη. Η ποσοτική μέτρηση της χρησιμοποιείται κλινικά στην παρακολούθηση προβληματικών κυήσεων του πρώτου τριμήνου.

Ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (HPL)

Το ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο ή χοριακή σωματοτροπίνη, είναι μία πεπτιδική ορμόνη με μοριακό βάρος 21600 με μία απλή πεπτιδική αλυσίδα 191 αμινοξέων και δύο δισουλφιδικούς δεσμούς. Είναι χημικά συγγενής με την αυξητική ορμόνη και την προλακτίνη. Παράγεται από την συγκυτιοτροφοβλάστη από την 8η εβδομάδα και τα επίπεδα του στο πλάσμα αυξάνονται κατά την διάρκεια της κύησης σταθερά. Τα επίπεδα του έχουν σχέση με την πλακουντιακή μάζα. Τις τελευταίες δύο εβδομάδες της κύησης τα επίπεδα στον ορό πέφτουν. Ο ρόλος της ορμόνης παραμένει αδιευκρίνιστος, παρά το γεγονός ότι δείχνει να μειώνει τα επίπεδα της γλυκόζης του αίματος και να αυξάνει τα επίπεδα των ελευθέρων λιπαρών οξέων και της ινσουλίνης. Στην προεκλαμψία η συγκέντρωση του HPL είναι ελαττωμένη. Τα επίπεδα του ανθρώπινου πλακουντιακού γαλακτογόνου έχουν χρησιμοποιηθεί στην εκτίμηση της πλακουντιακής λειτουργίας. Η μέτρηση της ορμόνης γίνεται με ραδιοανοσολογική μέθοδο.

Στεροειδείς ορμόνες

Προγεστερόνη

Έχει χαρακτηρισθεί ως η ορμόνη της κύησης, εμπλεκόμενη στην δεκτικότητα του ενδομητρίου προς το κύημα, στην ελάττωση της δραστηριότητας και ερεθιστότητας της μήτρας, στην ανοσοκαταστολή και, τέλος, στο σύνολο των μητρικών μεταβολών που σκοπό έχουν την προσαρμογή του μητρικού οργανισμού στην κύηση. Ως την 8η εβδομάδα η κύρια πηγή παραγωγής προγεστερόνης είναι το ωχρό σωμάτιο της κύησης. Στην συνέχεια, κύρια πηγή καθίσταται ο πλακούντας. Η σύνθεση της εξαρτάται κυρίως από την μητρική παροχή σε χοληστερόλη και την επάρκεια του ενζυμικού συστήματος του κυττοχρώματος p450. Η μεγαλύτερη ποσότητα της παραγόμενης ορμόνης διοχετεύεται στην μητρική κυκλοφορία. Στο μητρικό πλάσμα το 90% της προγεστερόνης ευρίσκεται συνδεδεμένο με πρωτεΐνες και μεταβολίζεται στο ήπαρ και στους νεφρούς. Η μέτρηση της προγεστερόνης του πλάσματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην αρχή της κύησης ως προγνωστικός δείκτης για την έκβαση της. Η μέτρηση έχει χρησιμοποιηθεί επίσης ως μέθοδος εκτίμησης της πλακουντιακής λειτουργίας, αλλά δεν είναι ιδιαίτερα ακριβής και χρήσιμη λόγω του ότι η κατανομή των φυσιολογικών τιμών είναι ιδιαίτερα ευρεία.

Οιστρογόνα

Τα οιστρογόνα εμπλέκονται στην διαδικασία της εμφύτευσης και στο σύνολο των φυσιολογικών μεταβολών, που σκοπό έχουν την προσαρμογή του μητρικού οργανισμού στην κύηση. Περισσότερα από 20 διαφορετικά είδη οιστρογόνων έχουν ανιχνευθεί στα ούρα εγκύων γυναικών, αλλά τα κύρια οιστρογόνα της κύησης είναι η οιστρόνη (E1) η 17β-οιστραδιόλη (Ε2), η οιστριόλη (Ε3) και η οιστετρόλη (Ε4). Από αυτά, την μεγαλύτερη αύξηση έκκρισης παρουσιάζει η οιστριόλη. Η ωοθήκη έχει ελάχιστη συνεισφορά σε αυτήν την αύξηση, καθώς ο πλακούντας είναι η κύρια πηγή οιστρογόνων στην κύηση. Οι Ε3 και Ε4 συντίθενται από τον πλακούντα με πρώτες ύλες εμβρυϊκές, ενώ οι Ε1 και Ε2 από πρόδρομες ουσίες, κυρίως μητρικές. Τα επίπεδα της οιστριόλης του πλάσματος και των ούρων αυξάνουν προοδευτικά κατά τη διάρκεια της κύησης έως την 38η εβδομάδα. Η έκκριση της οιστριόλης μπορεί να μειωθεί ως αποτέλεσμα της καταστολής των εμβρυϊκών επινεφριδίων. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί σε περιπτώσεις χορήγησης κορτικοστεροειδών στην μητέρα ή και σε περίπτωση ανεγκεφαλίας του εμβρύου. Μείωση της οιστριόλης μπορεί επίσης να εμφανισθεί σε πλακουντιακή ανεπάρκεια και ως εκ τούτου η μέτρηση της μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μία καλή δοκιμασία ελέγχου της πλακουντιακής λειτουργίας.

Κορτικοστεροειδή

Υπάρχουν λίγες ενδείξεις ότι ο πλακούντας παράγει κορτικοστεροειδή. Σε παρουσία νόσου του Addison ή μετά από επινεφριδιεκτομή τα 17-υδροξυκορ-τικοστεροειδή και η αλδοστερόνη εξαφανίζονται από τα μητρικά ούρα, απόδειξη ότι ο πλακούντας δεν πρέπει να παράγει κορτικοστεροειδή.

Ένζυμα

Έχει ανιχνευθεί πλήθος ενζύμων, όπως η αλκαλική φωσφατάση ανθεκτική στην θερμότητα, ω-κυτοκινάση, ισταμινάση, κ.ά.

Πρωτεΐνες

Έχουν απομονωθεί τουλάχιστον 12 πλακουντιακές πρωτεΐνες, ο ακριβής ρόλος των οποίων δεν έχει αποσαφηνισθεί πλήρως. Αυτές είναι η ειδική της κύησης β1-γλυκοπρωτεΐνη ή Schwangers-chaftsprotein (Ρ8β2 ή SP-1), οι σχετιζόμενες με κύηση πλακουντιακές πρωτεΐνες Α και Β (ΡΑΡΡ-Α, ΡΑΡΡ-Β), οι πλακουντιακές πρωτεΐνες 1, 5, 14,19 και 21 (ΡΡ-1, ΡΡ-5, ΡΡ-14, ΡΡ-19, ΡΡ-21), η ρελαξίνη, η ενδοθηλίνη-1, η ινχιμπίνη κ.ά.

Προστασία του εμβρύου από το μητρικό ανοσοποιητικό σύστημα

Η μητέρα αναγνωρίζει το έμβρυο ως ημιετερομόσχευμα. Ωστόσο, υπάρχει προστασία δεδομένου ότι, υπό φυσιολογικές συνθήκες, αυτό δεν αποβάλλεται. Φαίνεται ότι η ίδια η τροφοβλάστη είναι -με ειδικούς μηχανισμούς- ικανή να ελαττώνει την αποτελεσματικότητα του μητρικού ανοσοποιητικού συστήματος τόσο ως προς την αναγνώριση όσο και ως προς την ανοσολογική επίθεση εναντίον του κυήματος. Οι μηχανισμοί της προστασίας αυτής είναι:

Η μήτρα είναι, όπως και το πρόσθιο τμήμα του οφθαλμού, μία ανοσολογικά προνομιούχος περιοχή.
Εμβρυϊκά κυτταρικά αντιγόνα διαφεύγουν της προσοχής του μητρικού οργανισμού καλυπτόμενα από μη ειδικές ουσίες, όπως το ινωδογόνο και κοινές βλεννοπρωτεΐνες.
Το στρώμα του φθαρτού περιέχει μεγάλο αριθμό ενός μοναδικού είδους κοκκωδών λευκοκυττάρων, τα οποία θεωρείται ότι επιτελούν ανοσοκατασταλτικό έργο.
Παραγωγή ουσιών με ανοσοκατασταλτικές ιδιότητες. Τέτοιες ουσίες είναι η προγεστερόνη, τα οιστρογόνα, το πλακουντιακό γαλακτογόνο, πολλές κυτοκίνες και, τέλος, οι σχετιζόμενες με κύηση πρωτεΐνες (ΡΡ-14 και SP-1).
Τα τροφοβλαστικά κύτταρα δεν φέρουν μόρια του μεγίστου συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας (MHC Ι-ΙΙ) στην εξωτερική τους επιφάνεια. Έτσι, το μητρικό ανοσοποιητικό σύστημα αδυνατεί να αναγνωρίσει την τροφοβλάστη ως ξένο σώμα. Ωστόσο, η εξωλάχνια τροφοβλάστη παράγει ένα μη κλασικό μόριο MHC, το HLA-G το οποίο παρουσιάζει ελάχιστο πολυμορφισμό. Το HLA-G επηρεάζει τα κύτταρα φονείς του ανοσοποιητικού (natural killer cells) και έτσι αναστέλλει την καταστροφή των κυττάρων της εξωλάχνιας τροφοβλάστης. Πιθανολογείται ακόμη ότι το ίδιο μόριο μπορεί να αδρανοποιεί και τα μητρικά Τ-λεμφοκύτταρα στην περιοχή του πλακούντα.

Μπορείτε να επικοινωνήσετε με τον Δρ. Θάνο Παράσχο στα τηλέφωνα +(30) 210 6774104 και +(30) 697 3000432 ή συμπληρώνοντας την φόρμα επικοινωνίας μας.