Plazenta: Durchblutung, Stoffaustausch und Arzneimittelübergang

Eine 31-jährige Schwangere in der 39. Woche erhält zur elektiven Sectio eine Spinalanästhesie. Drei Minuten nach der Injektion fällt der systolische Druck von 124 auf 82 mmHg, die Patientin wird blass, klagt über Übelkeit, und das Kardiotokogramm zeigt eine Verlangsamung der fetalen Herzfrequenz. Die Mutter selbst ist nicht in Gefahr; ihr Gehirn, ihre Nieren und ihr Herz halten ihre Durchblutung über einen weiten Druckbereich konstant. Der Uterus kann das nicht. Seine Durchblutung folgt dem Druck unmittelbar, und jeder Millimeter Quecksilber, der in der Aorta fehlt, fehlt im Zwischenzottenraum. Die Anästhesie trifft damit ein Stromgebiet, das keine eigene Verteidigung besitzt, und der Patient, dessen Versorgung am stärksten leidet, liegt unter der Bauchdecke und ist nur indirekt zu beobachten.

Eine zweite Situation zeigt die andere Seite desselben Organs. Bei einer Notsectio in Allgemeinanästhesie erhält die Mutter ein Hypnotikum, ein Relaxans und nach der Abnabelung ein Opioid. Das Hypnotikum erreicht den Fetus innerhalb von Minuten fast in der mütterlichen Konzentration, das Relaxans praktisch nicht, und das Opioid hätte ihn vor der Abnabelung erreicht. Welche Substanz wie weit übertritt, folgt nicht dem Zufall, sondern wenigen physikalischen Regeln: Größe, Fettlöslichkeit, Proteinbindung, Ladung und Zeit. Wer diese Regeln kennt, wählt Medikamente und Zeitpunkte so, dass die Mutter gut versorgt und das Neugeborene möglichst wenig belastet ist. Diese Einheit behandelt die Plazenta als Perfusionsorgan, als Austauschfläche und als Hormondrüse; der Gasaustausch folgt im nächsten Unterkapitel, der fetale Kreislauf im übernächsten.

Die menschliche Plazenta ist hämochorial gebaut: Mütterliches Blut fließt nicht in Gefäßen an den fetalen Geweben vorbei, sondern strömt frei in einen Raum, den Zwischenzottenraum, und umspült dort unmittelbar die fetalen Zotten. Die mütterliche Seite besteht aus den Endästen der Uterusarterien, den Spiralarterien, die ihr Blut in fontänenartigen Strahlen in diesen Raum abgeben; von dort fließt es langsamer über die Zotten hinweg und durch Venen der Basalplatte zurück in den mütterlichen Kreislauf. Die fetale Seite besteht aus einem verzweigten Baum von Zotten, in deren Innerem Kapillaren liegen. Sie werden über die zwei Nabelarterien mit sauerstoffarmem Blut des Fetus gespeist und über die eine Nabelvene entleert, die das aufgesättigte Blut zum Fetus zurückführt. Die Benennung der Nabelgefäße folgt also der Strömungsrichtung vom Herzen des Fetus aus und nicht dem Sauerstoffgehalt, eine Umkehrung, die bei der Deutung der Nabelschnurblutgase wichtig wird.

Zwischen den beiden Blutströmen liegt eine Barriere aus wenigen Schichten. Die äußerste ist der Synzytiotrophoblast, eine vielkernige, zusammenhängende Zellschicht ohne seitliche Zellgrenzen. Weil ihr die Zwischenräume fehlen, die in anderen Epithelien einen parazellulären Weg öffnen, muss jede Substanz durch die Zelle hindurch, also zwei Membranen und das Zytoplasma passieren. Darunter liegen in der Frühschwangerschaft eine zweite Schicht aus Zytotrophoblastzellen, eine Basalmembran, das Bindegewebe der Zotte und schließlich das Endothel der fetalen Kapillare. Im Verlauf der Schwangerschaft verändert sich dieser Aufbau in eine günstige Richtung: Die Zytotrophoblastschicht wird lückenhaft, die Zotten verzweigen sich weiter und werden feiner, und die fetalen Kapillaren rücken so nahe an die Oberfläche, dass an vielen Stellen nur noch eine hauchdünne Synzytiumschicht über dem Endothel liegt. Die Austauschfläche wächst, die Diffusionsstrecke wird kürzer, und damit nimmt die Übertragungskapazität genau dann zu, wenn der wachsende Fetus sie braucht.

Der Synzytiotrophoblast ist aber nicht nur eine passive Trennschicht. Er trägt Transporter für Glucose, Aminosäuren und Ionen, Rezeptoren für die Aufnahme mütterlicher Antikörper, Pumpen, die bestimmte Fremdstoffe in das mütterliche Blut zurückbefördern, und Enzyme, die Hormone und Arzneimittel umbauen. Er ist zugleich der Ort, an dem die Plazenta ihre Hormone bildet. Die Plazenta ist damit Lunge, Darm, Niere, Leber und endokrine Drüse des Fetus in einem Organ, und sie verbraucht für diese Arbeit selbst einen beträchtlichen Teil des Sauerstoffs, den sie aus dem mütterlichen Blut aufnimmt.

Praktisch bedeutet das: Denken Sie bei jeder Frage nach der fetalen Versorgung an zwei getrennte Kreisläufe, die sich an einer dünnen, aber zellulären Grenzfläche begegnen. Die mütterliche Seite liefert, die fetale Seite holt ab, und beide Seiten müssen strömen, damit Austausch stattfindet. Eine Störung auf der mütterlichen Seite, also Hypotonie, Vasokonstriktion oder Kompression, ist die Seite, auf die Sie als Anästhesistin oder Anästhesist unmittelbar Einfluss haben. Die fetale Seite, also Nabelschnur und fetales Herz, beurteilen Sie indirekt über das Kardiotokogramm und nach der Geburt über die Nabelschnurblutgase.

Die Uterusdurchblutung steigt im Verlauf der Schwangerschaft auf ein Vielfaches des Ausgangswerts. Am Termin fließen etwa 600 ml pro Minute durch den Uterus, und etwa 80 Prozent davon erreichen die Plazenta.¹ In einer Längsschnittuntersuchung an 53 Schwangerschaften mit niedrigem Risiko stieg die Durchblutung beider Uterusarterien in der zweiten Schwangerschaftshälfte von 299 auf 673 ml pro Minute; der uterine Gefäßwiderstand halbierte sich dabei von 0,26 auf 0,13 mmHg·min/ml, und der Anteil des Uterus am mütterlichen Herzzeitvolumen verdoppelte sich von 5,6 auf 11,7 Prozent.² Die Zunahme beruht zum größeren Teil auf der Abnahme des Widerstands und nur zum kleineren auf dem steigenden Herzzeitvolumen.

Der Grund für den niedrigen Widerstand liegt im Umbau der Spiralarterien. In der ersten Schwangerschaftshälfte wandern Trophoblastzellen in die Wand dieser Gefäße ein und ersetzen deren glatte Muskulatur und elastische Fasern. Aus engen, kontraktilen Arteriolen werden weite, schlaffe Kanäle ohne nennenswerte Innervation und ohne die Fähigkeit, sich zu verengen oder zu erweitern. Dieser Umbau ist die Voraussetzung für den hohen Fluss, und er ist zugleich der Grund, warum das Stromgebiet keine Autoregulation besitzt: Die Gefäße, die in anderen Organen den Fluss bei fallendem Druck durch Dilatation konstant halten würden, sind bereits maximal weit. Bleibt der Umbau aus, bleibt der Widerstand hoch, und die Plazenta wird chronisch minderdurchblutet; dieser Zusammenhang ist der Ausgangspunkt der Präeklampsie und wird im Unterkapitel zu Niere, Leber und Präeklampsie behandelt.

Daraus folgt eine einfache Beziehung. Der uteroplazentare Fluss ergibt sich aus der Differenz zwischen uterinem Arterien- und Venendruck, geteilt durch den uterinen Gefäßwiderstand; er ist vom Perfusionsdruck abhängig und verhält sich umgekehrt zum Widerstand.¹ Jede der drei Größen ist perioperativ angreifbar. Der arterielle Druck fällt bei Sympathikolyse, Blutung und Einleitung einer Allgemeinanästhesie. Der venöse Druck steigt, wenn der Uterus in Rückenlage die untere Hohlvene komprimiert, und er steigt während jeder Wehe, weil das kontrahierende Myometrium die abführenden Venen abdrückt. Der Widerstand steigt in den vorgeschalteten Uterus- und Bogenarterien, die ihre glatte Muskulatur behalten haben und auf Katecholamine reagieren, etwa bei Schmerz, Angst und Stress der Gebärenden.

Eine besondere Rolle spielt die Wehe. Während einer kräftigen Kontraktion übersteigt der Druck im Myometrium den Druck in den durchtretenden Venen und zeitweise auch in den Arterien, und der Zwischenzottenraum wird kaum noch durchströmt. Der Fetus überbrückt diese Phase aus der Sauerstoffreserve des Blutes im Zwischenzottenraum und in seinem eigenen Kreislauf, und er erholt sich in der Wehenpause. Entscheidend ist deshalb die Dauer der Pausen. Folgen die Kontraktionen zu dicht aufeinander, spricht der internationale Konsens zur fetalen Überwachung von einer Tachysystolie, definiert als mehr als fünf Kontraktionen in zehn Minuten, und die Erholung zwischen den Wehen reicht nicht mehr aus.³ Eine überdosierte Oxytocininfusion ist die häufigste vermeidbare Ursache.

Am Patienten heißt das: Behandeln Sie den mütterlichen Blutdruck in der Schwangerschaft als Perfusionsdruck eines Organs ohne Reserve. Messen Sie nach Anlage einer Spinalanästhesie zur Sectio anfangs in kurzen Abständen, und warten Sie nicht auf Symptome der Mutter, denn der Fluss zur Plazenta sinkt bereits, bevor die Mutter etwas bemerkt. Vermeiden Sie die flache Rückenlage vor der Entwicklung des Kindes, besonders wenn das Kardiotokogramm bereits auffällig ist. Erkennen Sie den Fehler daran, dass die fetale Herzfrequenz wenige Minuten nach einem mütterlichen Druckabfall verlangsamt ist; dieser Befund verlangt zuerst eine Korrektur des mütterlichen Drucks und der Lagerung und erst danach eine geburtshilfliche Entscheidung.

Über die Plazenta tauschen Mutter und Fetus auf vier Wegen aus. Der wichtigste ist die einfache Diffusion entlang eines Konzentrationsgefälles. Auf diesem Weg passieren die Atemgase, Wasser, Harnstoff und die meisten kleinen, fettlöslichen Moleküle. Moleküle unter etwa 500 Dalton diffundieren leicht über die Plazenta, und das gilt für die große Mehrheit der Arzneimittel.¹ Für sehr gut membrangängige Stoffe ist nicht die Barriere, sondern die Durchblutung der begrenzende Faktor: Sie gleichen sich bereits in einem kleinen Teil der Kontaktstrecke zwischen beiden Seiten aus, und mehr Übertritt ist nur mit mehr Fluss möglich. Dieser Übergang heißt flussbegrenzt. Für größere oder schlecht fettlösliche Stoffe ist dagegen die Barriere selbst begrenzend, der Übergang ist diffusionsbegrenzt und hängt von Fläche, Dicke und Konzentrationsgefälle ab. Die Unterscheidung erklärt, warum eine mütterliche Hypotonie den Übertritt von Sauerstoff und von lipophilen Anästhetika gleichermaßen verändert.

Der zweite Weg ist die erleichterte Diffusion über Transportproteine, die kein eigenes Energiegefälle erzeugen, sondern ein vorhandenes Konzentrationsgefälle nutzen. Das wichtigste Beispiel ist Glucose, der Hauptbrennstoff des Fetus. Weil die fetale Glucosekonzentration unter der mütterlichen liegt, fließt Glucose ständig zum Fetus, und ihre Menge folgt dem mütterlichen Spiegel. Eine mütterliche Hyperglykämie bedeutet deshalb eine fetale Hyperglykämie, auf die der Fetus mit eigener Insulinbildung antwortet; nach dem Abnabeln fällt die Glucosezufuhr schlagartig weg, das Insulin bleibt, und das Neugeborene einer schlecht eingestellten Diabetikerin wird hypoglykäm. Die mütterliche Stoffwechselumstellung, die diesen Glucosestrom sichert, ist im Unterkapitel zum Überblick der Anpassung beschrieben.

Der dritte Weg ist der aktive Transport gegen ein Gefälle unter Energieverbrauch. Aminosäuren, Calcium, Eisen und bestimmte Vitamine werden auf diese Weise angereichert, sodass ihre Konzentration im fetalen Blut über der mütterlichen liegt. In umgekehrter Richtung arbeiten Effluxpumpen der Trophoblastmembran, die bestimmte Fremdstoffe aktiv in das mütterliche Blut zurückbefördern und damit den Übertritt einzelner Arzneimittel mindern. Der vierte Weg ist die rezeptorvermittelte Transzytose. Mütterliches Immunglobulin G wird an einen Rezeptor gebunden, in Vesikeln durch den Synzytiotrophoblasten geschleust und auf der fetalen Seite freigesetzt; das Neugeborene erhält so seinen Nestschutz. Dieser Weg transportiert allerdings jedes Immunglobulin G, auch Autoantikörper der Mutter und therapeutische Antikörper, deren Übertritt im letzten Trimenon besonders zunimmt.

Eine Sonderstellung haben Stoffe, die praktisch nicht übertreten. Sehr große Moleküle wie unfraktioniertes und niedermolekulares Heparin sowie Insulin passieren die Plazenta nicht in wirksamer Menge. Mütterliches Cortisol wird im Synzytiotrophoblasten durch ein Enzym zum unwirksamen Cortison abgebaut, das den Fetus vor dem hohen mütterlichen Spiegel schützt; synthetische fluorierte Glukokortikoide wie Betamethason und Dexamethason werden von diesem Enzym kaum erfasst und erreichen den Fetus deshalb in wirksamer Konzentration. Genau das nutzt die Geburtshilfe, wenn sie vor einer drohenden Frühgeburt die Lungenreifung induziert.

Praktisch bedeutet das: Gehen Sie bei jedem Medikament, das Sie einer Schwangeren geben, davon aus, dass es den Fetus erreicht, solange Sie nicht einen konkreten Grund kennen, der den Übertritt verhindert. Solche Gründe sind eine sehr große Molekülmasse, eine permanente Ladung oder ein Abbau in der Plazenta. Messen Sie bei einer Diabetikerin unter der Geburt den Blutzucker engmaschig, weil ihr Spiegel unmittelbar der Spiegel des Fetus ist, und informieren Sie das Team der Neugeborenenversorgung, damit das Kind nach der Geburt frühzeitig kontrolliert wird.

Der Übertritt eines Arzneimittels folgt denselben Regeln wie jede Diffusion durch eine Lipidmembran, ergänzt um die Besonderheiten zweier Kreisläufe mit unterschiedlichem pH-Wert. Fünf Größen bestimmen ihn. Die Molekülmasse trennt die kleinen, leicht übertretenden Substanzen von den großen, die kaum übertreten. Die Fettlöslichkeit entscheidet, wie leicht ein Molekül die Membranen des Synzytiotrophoblasten passiert; lipophile Anästhetika gleichen sich rasch aus, und ihr Übertritt ist flussbegrenzt. Die Proteinbindung legt fest, welcher Anteil frei und damit diffusionsfähig ist; nur das ungebundene Molekül tritt über, und die Bindungskapazität des fetalen Plasmas ist für viele Substanzen geringer als die mütterliche. Die Ladung entscheidet, ob ein Molekül die Membran überhaupt passieren kann, denn nur der ungeladene Anteil diffundiert. Schließlich bestimmen Zeit und Konzentrationsgefälle, wie weit sich ein Gleichgewicht einstellt; eine einzelne Bolusgabe kurz vor der Abnabelung erreicht den Fetus nur zum Teil, eine Dauerinfusion über Stunden fast vollständig.

Aus dem Zusammenspiel von Ladung und pH-Wert ergibt sich die Ionenfalle. Lokalanästhetika vom Amidtyp und die meisten Opioide sind schwache Basen. Im mütterlichen Blut liegt ein Teil von ihnen ungeladen vor, diffundiert über die Plazenta und stellt im fetalen Blut ein neues Gleichgewicht zwischen geladener und ungeladener Form ein. Ist der fetale pH-Wert niedriger als der mütterliche, nimmt dort ein größerer Anteil ein Proton auf und wird geladen; dieser Anteil kann nicht zurückdiffundieren, und die Gesamtkonzentration im Fetus steigt über die Konzentration, die sich ohne pH-Differenz einstellen würde.¹ Der Effekt ist beim gesunden Fetus mit seinem physiologisch etwas niedrigeren pH-Wert klein. Er wird bedeutsam, wenn der Fetus bereits azidotisch ist, also genau in der Situation, in der eine rasche Entbindung ansteht und hohe mütterliche Konzentrationen, etwa nach einer akzidentellen intravasalen Injektion, auf ein ohnehin gefährdetes Kind treffen.

Die Umkehrung dieses Prinzips erklärt, warum die Muskelrelaxantien den Fetus kaum erreichen. Sie tragen eine quartäre Ammoniumgruppe, sind bei jedem physiologischen pH-Wert dauerhaft geladen und passieren die Lipidmembran deshalb nur in Spuren; in den üblichen Dosen zeigt das Neugeborene keine Relaxierung. Dasselbe gilt für Glycopyrronium, während das tertiäre Amin Atropin übertritt und eine fetale Tachykardie auslösen kann. Hinzu kommt, dass die Schwangerschaft die mütterliche Pharmakokinetik verändert: Eine systematische Auswertung von 198 Publikationen zu 121 Arzneimitteln fand häufig eine beschleunigte Elimination und eine geringere Exposition bei gleicher Dosis, deren klinische Folgen meist unbekannt sind.⁴

Am Patienten heißt das: Wählen Sie bei der Sectio die Medikamente vor der Abnabelung so, dass eine Belastung des Neugeborenen entweder unwahrscheinlich oder rasch reversibel ist, und teilen Sie dem Team der Neugeborenenversorgung mit, welche Substanzen die Mutter in welcher Zeit vor der Geburt erhalten hat. Bei einem bekannt azidotischen Fetus zählt jede Minute, und ein bereits liegender Periduralkatheter ist oft der schnellste Weg; achten Sie dann besonders auf die sichere Lage des Katheters, weil eine intravasale Gabe Mutter und Kind gleichzeitig gefährdet. Den Fehler erkennen Sie an einem Neugeborenen, das trotz guter Nabelschnurblutgase schlaff und apnoisch ist; die erste Frage lautet dann, welche Substanz übergetreten ist, und nicht, ob das Kind hypoxisch war.

Die Plazenta ist in der zweiten Schwangerschaftshälfte die größte Hormondrüse des Körpers, und ihre Hormone wirken auf zwei Organismen zugleich. Plazentahormone aus der Familie von Prolaktin und Wachstumshormon, darunter das Plazentalaktogen, sowie Steroide und Neuropeptide steuern die kardiovaskuläre, pulmonale, immunologische und metabolische Anpassung der Mutter; eine Fehlanpassung in diesem System begünstigt Gestationsdiabetes und ein abweichendes Geburtsgewicht.⁸ Die Einzelheiten der Hormonachsen und ihre Wirkung auf den Anästhetikabedarf sind im ersten Unterkapitel dieser Kachel dargestellt; hier geht es um die Besonderheiten, die aus dem Bau der Plazenta folgen.

In den ersten Wochen dominiert das humane Choriongonadotropin, das den Gelbkörper im mütterlichen Ovar erhält und so die Progesteronbildung sichert, bis die Plazenta diese Aufgabe selbst übernimmt. Danach bildet der Synzytiotrophoblast Progesteron und Östrogene in steigender Menge, ist dafür aber auf Vorstufen angewiesen, die er nicht selbst herstellen kann. Für das Progesteron nimmt er Cholesterin aus dem mütterlichen Blut auf. Für die Östrogene fehlt ihm ein Schlüsselenzym der Steroidsynthese, und er verwendet deshalb Androgenvorstufen aus der fetalen Nebennierenrinde, die in dieser Zeit zeitweise größer ist als die fetale Niere. Mutter, Plazenta und Fetus bilden damit eine gemeinsame Syntheseeinheit, die fetoplazentare Einheit, in der kein Partner die Hormone allein herstellen kann.

Das Plazentalaktogen steigt über die ganze Schwangerschaft an. Es wirkt ähnlich wie Wachstumshormon und Prolaktin, fördert die Entwicklung der Brustdrüse und hebt vor allem den mütterlichen Glucosespiegel, indem es der Insulinwirkung entgegenwirkt und die Lipolyse steigert. Die Insulinresistenz der zweiten Schwangerschaftshälfte ist wesentlich sein Werk. Das in der Plazenta gebildete Corticotropin-Releasing-Hormon steigt ab dem Ende des ersten Trimenons exponentiell an, und das Tempo dieses Anstiegs hängt mit der Dauer der Schwangerschaft zusammen; über die fetale Hypophyse und Nebennierenrinde steigert es die Cortisolbildung, die ihrerseits die plazentare Bildung fördert und die Lungenreifung vorantreibt. Diese positive Rückkopplung gilt als einer der Taktgeber der Geburt.

Mit der Lösung der Plazenta enden alle diese Wirkungen innerhalb von Stunden. Die Insulinresistenz verschwindet, die Progesteronwirkung auf Atemantrieb und Gefäßtonus klingt ab, und der mütterliche Organismus beginnt die Rückbildung. Klinisch am wichtigsten ist der Insulinbedarf: Bei einer insulinbehandelten Diabetikerin fällt er unmittelbar nach der Geburt steil ab, und eine unveränderte Insulininfusion oder eine vorbereitete Basaldosis in der Höhe des dritten Trimenons führt zur Hypoglykämie.

Praktisch bedeutet das: Reduzieren Sie bei insulinbehandelten Schwangeren die Insulinzufuhr unmittelbar nach der Entwicklung des Kindes und der Lösung der Plazenta, und messen Sie den Blutzucker in den folgenden Stunden engmaschig. Denken Sie bei einer unvollständig gelösten Plazenta daran, dass hormonell aktives Gewebe im Uterus verbleibt und die Rückbildung verzögern kann, während die Blutungsgefahr im Vordergrund steht. Die Gabe von Glukokortikoiden zur Lungenreifung ist ein Beispiel dafür, dass die Plazenta nicht jede Substanz gleich behandelt, und dass die Wahl des Wirkstoffs darüber entscheidet, ob Mutter oder Fetus behandelt wird.

Aus den bisherigen Lektionen folgt für die Anästhesie zur Sectio ein klares Muster. Die Einleitungshypnotika sind klein und lipophil, sie treten rasch und weitgehend über, und die Konzentration in der Nabelvene erreicht nach einer Einleitungsdosis Propofol etwa sieben Zehntel der mütterlichen.⁵ Ob das Neugeborene davon sediert ist, hängt weniger vom Übertritt selbst ab, der sich kaum vermeiden lässt, als von Dosis und Zeit: Die mütterliche Umverteilung senkt die Konzentration nach einem Bolus rasch, und das Kind wird im Idealfall entwickelt, während die mütterliche und damit die fetale Konzentration bereits fällt. Die Relaxantien spielen für das Neugeborene praktisch keine Rolle. Die Opioide werden bei der Allgemeinanästhesie zur Sectio klassisch erst nach der Abnabelung gegeben; wo eine Gabe vorher notwendig ist, etwa bei schwerer Präeklampsie oder Herzerkrankung, bietet das rasch abgebaute Remifentanil den Vorteil, dass es im Fetus nicht kumuliert.⁶ Volatile Anästhetika treten ebenfalls rasch über und erschlaffen dosisabhängig das Myometrium, was nach der Geburt die Blutungsgefahr erhöht; ihre Konzentration wird deshalb nach der Entwicklung begrenzt.

Für die Vasopressoren hat die Plazentaphysiologie die Praxis grundlegend verändert. Lange galt Ephedrin als Mittel der Wahl, weil tierexperimentell alphaadrenerge Substanzen die Uterusgefäße verengt hatten. Die Untersuchung des Übertritts zeigte das Gegenteil dessen, was befürchtet worden war: In einer randomisierten Studie an 104 Sectiones in Spinalanästhesie trat Ephedrin mit einem Verhältnis von Nabelvene zu mütterlicher Arterie von 1,13 nahezu vollständig über, Phenylephrin mit 0,17 kaum; unter Ephedrin waren fetaler pH-Wert und Basenüberschuss niedriger und die fetalen Katecholamine höher, erklärt durch eine Steigerung des fetalen Stoffwechsels.⁷ Ephedrin schadet dem Fetus also nicht über die Uterusgefäße, sondern durch seine direkte Wirkung im Fetus. Ein reiner Alpha-Agonist, der den mütterlichen Druck hebt, erhält dagegen den Perfusionsdruck des druckpassiven Stromgebiets.

Phenylephrin hat allerdings einen Preis: Es senkt reflektorisch die mütterliche Herzfrequenz und damit das Herzzeitvolumen. Noradrenalin mit seiner zusätzlichen schwachen Beta-1-Wirkung hält das Herzzeitvolumen besser. In einer Studie mit computergesteuerter Infusion lag das normierte Herzzeitvolumen nach fünf Minuten unter Noradrenalin bei 102,7 Prozent, unter Phenylephrin bei 93,8 Prozent, bei gleichem neonatalem Ergebnis.⁹ Eine Metaanalyse aus 19 randomisierten Studien mit 2 603 Frauen bestätigt weniger Bradykardien unter Noradrenalin, bei vorbeugender Gabe mit einem relativen Risiko von 0,52, ohne Nachteil für den Apgar-Wert nach einer Minute.¹⁰ Beide Substanzen erfüllen damit die Anforderung der Plazenta, nämlich einen stabilen Perfusionsdruck ohne fetale Stoffwechselwirkung.

Die Lagerung gehört in dieselbe Überlegung. Bei der elektiven Sectio in Spinalanästhesie fand eine randomisierte Studie keinen Unterschied im Säure-Basen-Status des Neugeborenen zwischen Rückenlage und Linksneigung um 15 Grad, wenn der Druck konsequent mit Volumen und Phenylephrininfusion gehalten wurde; in Rückenlage waren aber mehr Vasopressor nötig und das Herzzeitvolumen niedriger, und die Ergebnisse gelten ausdrücklich nicht für die Notsectio bei fetaler Gefährdung.¹¹ Die Physiologie bleibt also gültig: Die Kompression der Hohlvene senkt Vorlast und uteroplazentaren Fluss, und sie kann durch Vasopressor ausgeglichen werden, solange der Fetus Reserven hat.

Am Patienten heißt das: Starten Sie bei der Spinalanästhesie zur Sectio einen Alpha-Agonisten vorbeugend als Infusion und titrieren Sie auf den Ausgangsdruck, statt auf den Abfall zu warten. Bei mütterlicher Bradykardie unter Phenylephrin ist Noradrenalin die physiologisch begründete Alternative. Geben Sie Ephedrin nicht als Standardvasopressor, sondern gezielt bei bradykarder Hypotonie, und rechnen Sie mit seiner fetalen Wirkung. Lagern Sie bei auffälligem Kardiotokogramm immer mit Linksneigung. Den Fehler erkennen Sie an einem Neugeborenen mit metabolischer Azidose nach einer unkomplizierten elektiven Sectio, bei der die Mutter wiederholt hypoton war oder viel Ephedrin erhalten hat.

Stellen Sie sich die Plazenta als einen Filter in einem Leitungssystem ohne Druckregler vor. Das Wasser, das durch den Filter strömt, liefert die mütterliche Pumpe, und die Menge, die ankommt, folgt unmittelbar dem Druck in der Zuleitung und dem Gegendruck im Abfluss. Es gibt kein Ventil, das bei fallendem Druck weiter öffnen könnte, denn die Endstrecke ist bereits maximal weit. Jede Wehe drückt die Leitung zeitweise zu, jede Hohlvenenkompression hebt den Abflussdruck, und jede Hypotonie senkt den Zufluss. Die erste Frage an jede klinische Situation lautet deshalb: Strömt genug durch den Filter?

Die zweite Frage lautet: Was lässt der Filter durch? Die Poren sind für fast alle kleinen, fettlöslichen Moleküle offen, für große und dauerhaft geladene Moleküle aber geschlossen. Zwischen diesen Extremen entscheiden Proteinbindung, Ladung und Zeit über das Ausmaß. Für einige wenige Stoffe hat der Filter eigene Pumpen und Enzyme, die sie anreichern, zurückbefördern oder abbauen. Die dritte Frage lautet schließlich: Was bleibt auf der anderen Seite gefangen? Die Ionenfalle macht aus der fetalen Azidose einen Sammelbehälter für schwache Basen, und die fetale Unreife verlängert die Wirkung, weil Abbau und Ausscheidung langsamer sind.

Mit diesen drei Fragen ordnen Sie nahezu jede Situation am Kreißbett und im Operationssaal. Hypotonie nach Spinalanästhesie ist ein Problem der ersten Frage und wird mit Druck und Lagerung gelöst. Die Wahl zwischen Ephedrin und Phenylephrin ist ein Problem der zweiten Frage, weil nur einer der beiden Wirkstoffe den Filter passiert. Die Lokalanästhetikagabe bei fetaler Azidose ist ein Problem der dritten Frage. Und das hormonelle Programm der Plazenta erinnert daran, dass der Filter selbst ein lebendes Organ ist, dessen Wegfall bei der Geburt den mütterlichen Stoffwechsel innerhalb von Stunden umstellt.

Was verändert die Anästhesie?

• Rückenmarksnahe Verfahren senken über die Sympathikolyse den mütterlichen Druck und damit unmittelbar den uteroplazentaren Fluss, weil das Stromgebiet keine Autoregulation besitzt; die Hypotonie ist die häufigste anästhesiebedingte Gefährdung des Fetus bei der Sectio.
• Eine wirksame Analgesie unter der Geburt senkt die mütterlichen Katecholamine und damit den Widerstand der vorgeschalteten Uterusarterien; sie kann die Plazentadurchblutung verbessern, solange sie keine Hypotonie verursacht.
• Einleitungshypnotika, volatile Anästhetika, Opioide und Lokalanästhetika erreichen den Fetus; Muskelrelaxantien, Glycopyrronium und Heparine praktisch nicht. Die Zeit zwischen Gabe und Entwicklung entscheidet über das Ausmaß der fetalen Exposition.
• Volatile Anästhetika erschlaffen dosisabhängig das Myometrium und erhöhen nach der Geburt die Blutungsgefahr; nach der Entwicklung wird ihre Konzentration begrenzt oder auf intravenöse Verfahren gewechselt.
• Die Wahl des Vasopressors entscheidet über die fetale Stoffwechselwirkung: Ephedrin tritt über und senkt den fetalen pH-Wert, Phenylephrin und Noradrenalin halten den Perfusionsdruck ohne relevanten Übertritt.

Wann wird diese Physiologie klinisch sichtbar?

• Fetale Bradykardie wenige Minuten nach Spinalanästhesie bei mütterlicher Hypotonie, die sich nach Druckstabilisierung und Linksneigung rasch erholt.
• Auffälliges Kardiotokogramm unter Oxytocin bei Tachysystolie mit zu kurzen Wehenpausen, in denen der Zwischenzottenraum nicht ausreichend durchströmt wird.
• Schlaffes, atemdepressives Neugeborenes nach einer Allgemeinanästhesie mit langem Intervall bis zur Entwicklung oder nach Opioidgabe vor der Abnabelung, bei unauffälligen Blutgasen.
• Metabolische Azidose des Neugeborenen nach elektiver Sectio, wenn die Mutter wiederholt hypoton war oder überwiegend mit Ephedrin behandelt wurde.
• Hypoglykämie der Mutter nach der Geburt bei unveränderter Insulinzufuhr und Hypoglykämie des Neugeborenen nach schlecht eingestellter mütterlicher Hyperglykämie.
• Wachstumsverzögerung und Präeklampsie als Folge einer chronisch minderdurchbluteten Plazenta mit fehlendem Umbau der Spiralarterien und entsprechend kleiner Reserve bei jeder Hypotonie.

• Die Plazenta sei eine Schutzbarriere gegen Arzneimittel. Moleküle unter etwa 500 Dalton, und damit fast alle Anästhetika, passieren sie leicht. Nur sehr große, dauerhaft geladene oder in der Plazenta abgebaute Substanzen bleiben zurück.
• Solange die Mutter keine Symptome habe, sei auch der Fetus ausreichend versorgt. Die mütterlichen Organe regulieren ihre Durchblutung selbst, der Uterus nicht. Der Fetus leidet bei Blutdruckwerten, die die Mutter noch gut toleriert.
• Alpha-Agonisten verengten die Uterusgefäße und seien deshalb in der Geburtshilfe ungünstig. Klinisch überwiegt der wiederhergestellte Perfusionsdruck. Das früher bevorzugte Ephedrin schadet dem Fetus stärker, weil es übertritt und seinen Stoffwechsel steigert.
• Eine Ionenfalle betreffe nur Lokalanästhetika. Sie betrifft alle schwachen Basen, also auch die meisten Opioide, und sie wird umso ausgeprägter, je azidotischer der Fetus ist.
• Die Hormone der Plazenta seien nur für die Schwangerschaft selbst von Bedeutung. Ihr abrupter Wegfall nach der Geburt beendet die Insulinresistenz innerhalb von Stunden und macht eine unveränderte Insulintherapie gefährlich.

Merksätze

• Die uteroplazentare Durchblutung ist druckpassiv: Fluss gleich uterine Druckdifferenz durch uterinen Widerstand, ohne Autoregulation. Jeder mütterliche Druckabfall ist ein Flussabfall.
• Die vier Angriffspunkte sind der arterielle Druck, der uterine Venendruck, der Widerstand der vorgeschalteten Arterien und die Kontraktion des Myometriums.
• Klein, lipophil, ungebunden und ungeladen tritt über; groß oder dauerhaft geladen bleibt zurück. Relaxantien, Glycopyrronium und Heparine erreichen den Fetus praktisch nicht.
• Schwache Basen werden im sauren fetalen Blut gefangen. Die Ionenfalle wächst mit der fetalen Azidose.
• Phenylephrin und Noradrenalin halten den Perfusionsdruck ohne fetale Stoffwechselwirkung; Ephedrin tritt über und senkt den fetalen pH-Wert.

Aufgaben