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Physiologische Aspekte prä- und postnatal

Abstract

Während der Schwangerschaft und der Entwicklung des Kindes kommt es zu zahlreichen physiologischen Veränderungen sowohl bei der Schwangeren als auch beim Kind. Beim Fetus muss die Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff sichergestellt sein, so dass die Organentwicklung ohne Störungen ablaufen kann. Beim Neugeborenen steht die Umstellung des Kreislaufes nach Einsetzen der Lungenatmung im Vordergrund. Auch bei der Mutter finden während der Schwangerschaft physiologische Veränderungen statt, damit der mütterliche Organismus optimal auf die Versorgung des Kindes und die Geburt eingestellt wird. Nach der Geburt ändert sich der mütterliche Hormonspiegel erneut, um die Rückbildung der Gebärmutter zu gewährleisten und das Stillen des Kindes zu ermöglichen.

Physiologische Aspekte beim Feten

Die Fetalperiode erstreckt sich von der 9. Entwicklungswoche bis zur Geburt des Kindes. Nachdem zuvor in der Embryonalperiode (1.–8. Entwicklungswoche) alle Organe angelegt wurden, erfolgen in dieser Zeit vor allem das Wachstum und die Differenzierung der Organanlagen. Der Feinbau und die Funktion der einzelnen Organe entwickelt sich in vielen Fällen erst langsam, teils hält die Entwicklung bis nach der Geburt an. Der fetale Kreislauf sowie auch die fetale Organfunktion unterscheiden sich wesentlich von der eines Kindes oder Erwachsenen. Die intrauterinen Bedingungen gewährleisten, dass Nährstoff- sowie Gasaustausch über die fetoplazentare Einheit erfolgt. Auch der Stoffwechsel bzw. die hormonelle Versorgung wird insbesondere zu Beginn der Entwicklung zum großen Teil von der Mutter sichergestellt.

Ab der Fetalperiode kann annähernd die Länge des Kindes im Ultraschall anhand der Scheitel-Fersen-Länge (SFL) bestimmt werden. Vereinfacht lässt sich sagen, dass sie dem Quadrat des Lebensmonats in cm entspricht!

Die Fetalperiode

In der Fetalperiode (9. Embryonalwoche - Geburt) erfolgen hauptsächlich das Wachstum und die Differenzierung der in der Embryonalperiode angelegten Gewebe und Organe. Die Fetalzeit ist zu Beginn durch einen starken Größenzuwachs, ab dem sechsten Monat vor allem durch starke Gewichtszunahme des Feten gekennzeichnet. Die Körperpartien wachsen jedoch nicht gleichzeitig und nicht im selben Tempo, sondern heterochron. Insbesondere das Kopfwachstum bleibt im Vergleich zum übrigen Körperwachstum zurück.

Entwicklungswochen Charakteristika
9.–12. Woche
  • Rückverlagerung der Darmschlingen aus der Nabelschnur (10. Woche)
  • Leber als Hauptort der Erythropoese wird von der Milz abgelöst (12. Woche)
  • Urinbildung beginnt → Urinausscheidung in die Amnionflüssigkeit → Embryo beginnt Amnionflüssigkeit zu schlucken
  • Fetale Abfallprodukte werden über die Plazenta an mütterlichen Kreislauf abgegeben
  • Geschlechtserkennung wird möglich (12. Woche)
  • Trotz Rückgang des Kopfwachstums und Verdopplung der Scheitel-Steiß-Länge bis zum Ende der 12. Woche ist der Kopf weiterhin überproportional groß
  • Extremitäten haben nahezu ihre Proportionen erreicht
13.–16. Woche
  • Koordinierte Bewegungen von Armen und Beinen beginnen (14. Woche)
  • Knochen des Fetus aufgrund reger Verknöcherung deutlich im Ultraschall zu erkennen (16. Woche)
  • Schnelles Wachstum
  • Proportionen von Kopf und Körper passen sich an
17.–20. Woche
21.–25. Woche
  • Ab der 22. Embryonalwoche ist theoretisch das Überleben eines Frühgeborenen technisch möglich
  • Beginn der Surfactant-Sekretion zur Offenhaltung der Lungenalveolen
  • Fingernägel werden ausgebildet
  • Beginn der Fetteinlagerung
  • Deutliche Gewichtszunahme
26.–29. Woche
30.–34. Woche
  • Lichtreflex auslösbar
  • Überleben des Neugeborenen in diesen Wochen ist die Regel
35.–38. Woche

Fetalkreislauf

Der Fetalkreislauf muss verschiedene Bedingungen erfüllen: Zum einen muss er so aufgebaut sein, dass er den Bedürfnissen des Fetus unter den pränatalen Bedingungen der plazentaren Versorgung ohne Lungenatmung gerecht wird. Des Weiteren muss aber auch eine rasche Umstellung auf die postnatalen Bedingungen möglich sein.

Fördernde Faktoren der fetalen Sauerstoffversorgung

Die pränatale Sauerstoffversorgung wird vor allem durch folgende Faktoren ermöglicht:

  • Differenz des Sauerstoffpartialdrucks (pO2) zwischen mütterlichem und fetalem Blut (pO2 mütterlich > pO2 fetal)
  • HbF hat eine höhere Sauerstoffaffinität als das adulte HbA1
  • Bohr-Effekt

O2-reiches Blut

O2-armes Blut

Die Umbilikalvene transportiert sauerstoffreiches Blut von der Plazenta in Richtung des fetalen Herzens, die Umbilikalarterien hingegen führen das sauerstoffarme Blut vom Fetus in Richtung Plazenta!

Aufgrund des hohen Widerstandes im Truncus pulmonalis ist der Druck im rechten Körperkreislauf im Mittel höher als im linken!

Hypoplastisches Linksherzsyndrom
Das hypoplastische Linksherzsyndrom ist ein seltener angeborener Herzfehler, der allerdings eine der häufigsten kardiogenen Todesursachen beim Neugeborenen darstellt. Aufgrund eines Verschlusses von Aorten- und Mitralklappe kann das Blut den unterentwickelten linken Ventrikel nicht passieren, dieser ist somit funktionslos. Das Überleben des Neugeborenen beruht auf der Perfusion des großen Kreislaufs über den offenen Ductus arteriosus Botalli sowie einer bestehenden Verbindung zwischen den beiden Vorhöfen über das offene Foramen ovale. Bis zur Herzoperation muss daher der Ductus arteriosus Botalli medikamentös offen gehalten werden, da ein hypoplastisches Linksherzsyndrom nach erfolgter peripartaler Kreislaufumstellung nicht mehr mit dem Leben vereinbar ist.

Fetale Organfunktion

Der fetale Kreislauf und die fetalen Organfunktionen unterscheiden sich wesentlich von dem eines Kindes oder Erwachsenen. Die intrauterinen Bedingungen gewährleisten den Nährstoff- sowie Gasaustausch über die fetoplazentare Einheit. Die Lunge ist nicht belüftet und nur wenig durchblutet. Auch die anderen Organfunktionen entwickeln sich erst nach und nach im Laufe der pränatalen Entwicklung, zum Teil sogar bis nach der Geburt. Die Tabelle soll einen Überblick über die Unterschiede der fetalen zur adulten Organfunktion geben. Auf die Organentwicklung wird hier nicht eingegangen, sie wird in den jeweiligen Organkapiteln besprochen.

Organ Überblick für die Funktionsentwicklung
Endokrines System

Kreislauf

  • Ende der 4. Entwicklungswoche: Das Herz kontrahiert sich so koordiniert, dass es zu einem gerichteten Blutfluss kommt
  • Bis zur 9. Entwicklungswoche: Entwicklung des Fetalkreislaufs
  • Herzfrequenz: 120–160/min
Lunge
  • 11. Entwicklungswoche: Erste Atembewegungen treten auf
  • 24. Entwicklungswoche: Beginn der Surfactantproduktion unter Cortisoleinfluss
  • Postnatal: Die Mehrzahl der Alveolen entsteht erst postnatal
Leber
  • Stoffwechselfunktion: Setzt ab der 6. Entwicklungswoche ein
  • Bilirubinausscheidung: In der Schwangerschaft noch Aufgabe der Plazenta, wird nach der Geburt langsam von der Leber übernommen
Blut und Immunsystem
Gastrointestinaltrakt
  • Volle Funktionstüchtigkeit im 3. Trimenon
  • Fetus schluckt Fruchtwasser, das im Darm resorbiert wird → Mekonium bildet sich
Niere
Gehirn
  • Myelinisierung: Beginnt in der späten Fetalperiode und hält auch im ersten Jahr postnatal noch an

Physiologische Aspekte beim Neugeborenen

Nach der Geburt wird durch das Einsetzen der Lungenatmung und die Abnabelung von der Plazenta eine Umstellung des Kreislaufs erforderlich. Die Kurzschlüsse des Fetalkreislaufs schließen sich und das Kind passt sich an die Gegebenheiten außerhalb der Gebärmutter an.

Postnatale Anpassung des Neugeborenen

Nach der Geburt wird der Plazentakreislauf unterbrochen, das Neugeborene nimmt seinen ersten Atemzug und sein Organismus muss sich an die Gegebenheiten außerhalb des Uterus anpassen (sog. postnatale Anpassung oder Adaptation): Kreislauf, Atmung, Stoffwechsel und Thermoregulation müssen nun selbstständig bewältigt werden, was eine Reihe von Anpassungsreaktionen erforderlich macht. Bei etwa 95% der Neugeborenen verläuft dieser Vorgang problemlos. Da es jedoch bei etwa 5% der reifen Neugeborenen zu Regulationsstörungen kommt, sollte man die Vitalzeichen des Kindes mithilfe der APGAR-Scores sowie über die Blutzucker- und Temperaturkontrollen im Auge behalten.

Anpassung von Kreislauf und Atmung

Stoffwechsel

Thermoregulation

  • Normale Körpertemperatur des Neugeborenen 36,5–37,5°C
  • Veränderung: Große Körperoberfläche und Wegfall der intrauterinen Wärme führen zu Wärmeverlust
  • Anpassung: Insb. Neugeborene mit Regulationsstörungen sind auf exogenen Schutz vor Auskühlung angewiesen!

Apgar-Score
Mithilfe des Apgar-Scores werden 1, 5 und 10 Minuten nach der Geburt die Vitalparameter und somit die Anpassung des Kindes an die Außenwelt beurteilt und dokumentiert. Dabei werden Hautfarbe (Appearance), Herzaktion (Pulse), die Reaktion auf das Absaugen (Grimace), der Muskeltonus (Activity) und die Atmung (Respiration) mit je 0–2 Punkten bewertet. Bei einem Score von 9–10 spricht man von einer regelgerechten Anpassung, Werte unter 5 sind als vital bedrohlich einzustufen und erfordern meist weiterführende Maßnahmen.

Lungenreife
Bei Komplikationen in der Schwangerschaft mit der Gefahr einer Frühgeburt kann man die Lungenreife des Kindes induzieren, um postnatale Regulationsstörungen zu vermeiden oder zu verringern. Hierzu wird der Mutter zweimal innerhalb von 24 h ein Glucocorticoid intramuskulär gespritzt, das die Reifung der Surfactant-produzierenden Pneumozyten beschleunigt. Indiziert ist dieses Vorgehen in der Zeit zwischen Erreichen der Lebensfähigkeit (23–24. SSW) und Abschluss der Lungenreife (33.–34. SSW).

Reifezeichen des Neugeborenen

Ein Neugeborenes wird als reif bezeichnet, wenn es zwischen der vollendeten 37. Schwangerschaftswoche und dem Ende der 42. Schwangerschaftswoche geboren wird. Vorher handelt es sich um eine Frühgeburt, später um eine Übertragung.

  • Normwerte
    • Körpergröße: ca. 50 cm
    • Körpergewicht: ca. 3–3,5 kg
    • Kopfumfang: ca. 35 cm
    • Atemfrequenz: ca. 40/min
    • Herzfrequenz: Zwischen 120 und 160/min
    • Bilirubin: 0,2–0,5 mg/dL
    • pH-Metrie: ≥7,2 (leicht saurer als bei Erwachsenen)
    • Erste Urinausscheidung: Innerhalb von 24 Stunden nach Geburt
    • Mekoniumabgang (erster Stuhl des Neugeborenen): Innerhalb von 48 Stunden nach Geburt
  • Vorliegen von Reifezeichen

Meilensteine der kindlichen Entwicklung

Alter

Motorik

Das Kind kann...

Sprachentwicklung

Das Kind kann...

Sozialverhalten

Das Kind kann...

Neugeborene den Kopf drehen, aber nicht kontrollieren Licht oder Gesichter fixieren
1 Monat

Gegenstände fixieren

seufzen

zurücklächeln
3 Monate den Kopf kontrollieren spontan vokalisieren spontan lächeln
6 Monate Gegenstände greifen, sich in Bauchlage auf die Hände stützen

vokalisiert antworten

sich Stimmen zuwenden

9 Monate

frei sitzen, selbstständig zum Stehen hochziehen und mit Unterstützung stehen

Sprachlaute imitieren (9.–13. Monat) fremdeln
12 Monate frei stehen, Pinzettengriff „Mama“, „Papa“ sagen (9.–12. Monat) /
15 Monate frei gehen „Mama“, „Papa“ sagen Löffel benutzen
2 Jahre sicher gehen mindestens 20 Wörter und Kombination von zwei Wörtern sprechen Hände waschen
3 Jahre Dreirad fahren, Turm aus Klötzen bauen Vor- und Nachnamen sagen, Singular und Plural richtig verwenden mit anderen Kindern spielen
4 Jahre Treppen laufen selbst von Erlebnissen erzählen hinterfragen („Warum?“)
5 Jahre auf einem Bein hüpfen nahezu fehlerfrei sprechen sich selbstständig anziehen

Physiologische Aspekte bei der Mutter

Die Schwangerschaft erstreckt sich über einen Zeitraum von ca. 40 Schwangerschaftswochen und geht mit zahlreichen Veränderungen des weiblichen Organismus einher. Im Zeitraum von der Befruchtung bis zur Geburt kommt es zu einer Umstellung des Hormonhaushaltes (Hormonelle Situation während der Schwangerschaft) und zu zahlreichen physiologischen Anpassungsvorgängen. Nur so wird der mütterliche Organismus optimal auf die Versorgung des Kindes und die Geburt eingestellt. Nach der Geburt ändert sich der mütterliche Hormonspiegel erneut. Dies ermöglicht zum einen die Rückbildung der Gebärmutter, zum anderen wird dadurch die Lactation ermöglicht und das Kind kann gestillt werden.

Physiologische Anpassungen der Mutter in der Schwangerschaft

Durch die hormonellen Veränderungen (insb. durch die Hormonproduktion der fetoplazentaren Einheit) kommt es zu einer Reihe von Anpassungsvorgängen im weiblichen Organismus. Während der Schwangerschaft verändert sich die Gebärmutter und passt sich den Anforderungen für das Wachstum und den Schutz der Frucht an. Im Zuge des Wachstums des Kindes verändert die Gebärmutter zunehmend ihre Lage und Form. Sie wächst dabei auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe heran und nimmt am Ende der Schwangerschaft einen Großteil der Bauchhöhle ein.

Organsystem Veränderung ↑↓ Erklärung
Herz-Kreislauf Herzfrequenz Physiologische Reaktion auf Abfall des peripheren Gefäßwiderstands
Herzminutenvolumen Physiologische Reaktion auf Abfall des peripheren Gefäßwiderstands
Peripherer Gefäßwiderstand Progesteron senkt den Tonus der Gefäßmuskulatur
Arterieller Mitteldruck Aufgrund des Abfalls des peripheren Gefäßwiderstands fällt auch der mittlere arterielle Druck ab
Lunge Atemminutenvolumen Glucocorticoide und Progesteron bewirken eine Hyperventilation
Totalkapazität Der intraabdominelle Druck steigt aufgrund des Uteruswachstums → Dyspnoe
Blut Plasmavolumen

Die Abnahme des peripheren Widerstands führt zur RAAS-Aktivierung und zu einer vermehrten Wasserretention mit:

  • Auskultierbarem Systolikum
  • Verdünnungsanämie
Hämatokrit, Hämoglobin Erhöhtes Plasmavolumen bedeutet einen relativen Abfall der Erythrozytenzahl und damit des Hämatokrits und Hämoglobins (Grenzwert ist ein Hb von 11 g/dL)
Absolute Erythrozytenzahl Reaktive Steigerung der Erythrozytenproduktion (EPO↑)
Thrombozyten Reaktive Steigerung der Thrombozytenproduktion → Erhöhte Gerinnungsneigung
Leukozyten Reaktive Steigerung der Leukozytenproduktion (Grenzwert: 15.000/μL)
Albumin Relative Erniedrigung aufgrund des erhöhten Plasmavolumens → Begünstigung von Ödemen
Fibrinogen Progesteron-/Östrogenwirkung, erhöhte Leberaktivität
Faktor VII, VIII Progesteron-/Östrogenwirkung, erhöhte Leberaktivität
Alkalische Phosphatase Plazentares Isoenzym
Niere GFR Erhöhtes Herzminutenvolumen führt zu vermehrter Nierenperfusion → Pollakisurie
Aldosteron Die Abnahme des peripheren Widerstands führt zur RAAS-Aktivierung mit Aldosteronfreisetzung
Glucose im Urin Vermehrte Filtration führt zu Überlastung der Carrier, die Glucose rückresorbieren
Darm Motilität Progesteron senkt die Darmmotilität → Verstopfung
Vulva und Vagina Fluor vaginalis Progesteron und Östrogen erhöhen die Vaginaldurchblutung und steigern die Bartholin-Drüsentätigkeit
Ausbildung von Varizen Druck des Uterus auf die Beckenvenen und die Vena cava mit gestörtem venösem Rückfluss
Mamma Mastodynie, Größenzunahme Differenzierung und Größenzunahme der Brust
Stoffwechsel Insulin (↑)↓ Der Bedarf an anabolem Insulin steigt erst im 2./3. Trimenon an, wenn das Wachstum des Kindes deutlich zunimmt. Im 1. Trimenon kann der Bedarf sogar etwas erniedrigt sein.
Triglyceride Progesteron-/Östrogenwirkung
Cholesterin Progesteron-/Östrogenwirkung
Haut Spider-Nävi Erweiterung, Instabilität
und Verstopfung von Blutgefäßen
Palmarerythem
Striae gravidarum Mechanische Dehnung der Haut und hormonelle Beeinträchtigung durch vermehrte Glucocorticoidsynthese
Hyperpigmentierung (Chloasma, Linea fusca/nigra, Hyperpigmentierung der Brustwarze) Erhöhte Melaninproduktion
Varizen und Ödeme an den Beinen Druck des Uterus auf die Beckenvenen und die Vena cava mit gestörtem venösem Rückfluss
Hämorrhoiden
Uterus Gewichtszunahme bis auf 1000g am Ende der Schwangerschaft Progesteron-/Östrogenwirkung

Anpassungsvorgänge der Gebärmutter in der Schwangerschaft

Abschätzung der Größenzunahme der Gebärmutter anhand des Fundusstandes

Die Größenzunahme der Gebärmutter während der Schwangerschaft lässt sich direkt an der Lage des Fundus uteri ablesen.

In der 24. SSW steht der Fundus etwa auf Höhe des Nabels!

SSW Fundusstand
20. Zwischen Symphyse und Bauchnabel
24. Bauchnabel
32. Zwischen Bauchnabel und Xiphoid
36. Höchststand: Am Rippenbogen
40.

2 Querfinger unter dem Rippenbogen

Hormonelle Umstellung der Mutter nach der Geburt

Als Wochenbett wird die sechs- bis achtwöchige Zeitspanne von der Geburt bis zur Rückbildung der schwangerschafts- und geburtsbedingten Veränderungen bezeichnet. Mit dem Wochenbett beginnt auch die Lactation. Voraussetzung dafür ist jedoch das komplexe Zusammenspiel mehrerer Hormone (z.B. Prolactin, Oxytocin) und die mechanische Stimulation durch das Saugen an der Brust.

Hormonelle Umstellung nach der Geburt

Nach der Schwangerschaft kommt es durch den Wegfall der Plazenta zu einer Hormonumstellung, die förderlich für die Rückbildung des Uterus sowie für die Ernährung des Kindes ist.

  • Plazentahormone
    • Abrupter Abfall nach der Geburt
    • Östrogen- und Progesteronspiegel↓
      • Hemmende Wirkung durch hohen Östrogen- und Progesteronspiegel fällt weg → Induktion der Lactation
  • Prolactin
    • Bei stillenden Müttern weiter ↑: Stimulation der Brustwarzen beim Stillen wirkt als starker Sekretionsreiz → Ohne Stillen normalisiert sich der Spiegel innerhalb von 2–3 Wochen
  • Oxytocin
    • Weiter ↑: Insbesondere die Stimulation der Brustwarzen beim Stillen wirkt als starker Sekretionsreiz
      • Milchejektion
      • Uteruskontraktion → Fördert die Rückbildung

Wiederholungsfragen zum Kapitel Physiologische Aspekte prä- und postnatal

Physiologische Aspekte beim Feten

Ab welchem Entwicklungszeitpunkt lässt sich per Ultraschall die Scheitel-Fersen-Länge (SFL) eines Kindes bestimmen? Kennst du eine vereinfachte Berechnungsmethode?

Beschreibe den Fluss des sauerstoffreichen Blutes von der Plazenta zur Aorta.

Über welches Gefäß wird das sauerstoffarme Blut des Fetus zurück zur Plazenta geleitet?

Beschreibe die Druckverhältnisse im rechten und linken Vorhof vor und nach der Geburt.

Vergleiche adulten und embryonalen/fetalen Organismus bezüglich des Ortes der Blutbildung und der Hämoglobinkonzentration!

In welchem Bereich liegt die fetale Herzfrequenz physiologischerweise?

Physiologische Aspekte beim Neugeborenen

Beschreibe, wie es nach der Geburt zum Verschluss des Ductus botalli kommt.

Die Überreste welchen Kurzschlusses des fetalen Kreislaufs lassen sich beim Erwachsenen noch als Ligamentum venosum finden?

Meilensteine der kindlichen Entwicklung

Ab dem wie vielten Lebensmonat sollte ein Säugling frei sitzen bzw. frei stehen können?

Physiologische Aspekte bei der Mutter

Die Größenzunahme der Gebärmutter während der Schwangerschaft lässt sich an der Lage des Fundus uteri ablesen. In der wie vielten Schwangerschaftswoche steht der Fundus in etwa auf Höhe des Bauchnabels?

Beschreibe die Anpassungen des Myometriums an die Anforderungen während der Schwangerschaft.

Wie verändern sich Blutvolumen und Hämatokrit während der Schwangerschaft?

Über welchen Mechanismus kann Stillen die Rückbildung des Uterus nach der Geburt fördern?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.