Über den Einfluss der mütterlichen Atmung auf den Säure-Basen-Haushalt des Fetus sub partu - Versuch einer Quantifizierung

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Angst und Schmerz bestimmen das Atmungsverhalten und den Muskeltonus der werdenden Mutter unter der Geburt. Eine adäquate Atmung in der Austreibungs- und Pressperiode wirkt sich schmerzlindernd aus und fördert die Entspannung - auch der glatten Muskulatur. Mutter und Kind sind bis zur Geburt eine funktionelle Einheit. Unter bestimmten Bedingungen ist das Atmungsverhalten der Mutter an den aktuellen Blutgasen (pCO₂ und O₂) und ihr Muskeltonus am BE des Fetus im NV-Blut direkt ablesbar. In dieser Studie wird der Versuch unternommen, diese Zusammenhänge darzustellen, zu quantifizieren und in ihrer forensisch-klinischen Bedeutung zu evaluieren. Methodik: Bei 101 Patientinnen unterschiedlicher Parität wurden genau zum Zeitpunkt der Geburt arterielle Blutgasanalysen (Art. radialis) gemacht und der SB-Status im NA- und NV-Blut bestimmt. Unabhängig davon wurde bei 453 Feten von Müttern unterschiedlicher Parität das direkt abgeleitete CTG während der letzten 30 Minuten ante partum elektronisch (CTG-Score) analysiert. 60 dieser Feten wiesen eine minimale CTG-Pathologie auf (Score = 0). Die blutgasanalytischen Werte im NV-Blut dieser Feten dienten als „Spiegel“ der mütterlichen Einflüsse. In einer weiteren, separaten Stichprobe von 4853 Feten, die unter „Standardbedingungen“ in völlig lebensfrischem Zustand (Apgar 1 min: 9/10) spontan und termingerecht zur Welt gekommen waren, wurden die blutgasanalytischen Daten in Abhängigkeit von der Parität analysiert. Die durch die mütterlichen Einflüsse (Atmung und Muskelarbeit) verursachte, physiologische Variabilität der pH-Werte im NV- und NA-Blut wurde aus den Absolutkonzentrationen der H⁺-Ionen (cH⁺), also über die Numeri, ermittelt (nmol/l) und dann in pH-Werte zurückgerechnet. Der BE wurde über den pHqu40 und das pCO₂ über den pHnm (non metabolic pH) ebenfalls in cH⁺ transformiert; so konnte die Zusammensetzung der fetalen Gesamtazidität (cH⁺) und damit das Ausmaß (%) der „Transfusionsazidose“ und der „Hyperventilationsalkalose“ im NV-Blut quantifiziert werden. Ergebnisse: Der mediane, art. pH der Mutter betrug 7,419, Range: 7,302 - 7,590 (Mittel: 7,425 ± 0,058). Die arteriellen pCO₂-Werte bei der Mutter lagen zum Zeitpunkt der Geburt median bei 23,3 mmHg (Mittelwert 22,8 ± 4,7 mmHg). Der kleinste Wert betrug 11,6 der höchste 32,0 mmHg. Ihr BE betrug median -7,6 mmol/l. Zwischen den pCO₂-Werten im art. Blut der Mutter und den pCO₂-Werten im NV-Blut besteht eine hochsignifikante Korrelation (r = 0,514, p < 10^-4). Analoges gilt für den BE bei Mutter und Kind (NV-Blut): r = 0,521, p < 10^-4. Je höher die Parität umso tiefer liegen die pCO₂- und umso höher die pH-Werte und der BE im NV-Blut. Die Differenzen sind für alle fetalen Parameter hoch signifikant (p << 10^-4). Jenseits der III-Parität sind statistisch keine Veränderungen mehr fassbar. Selektioniert man die Fälle anhand des (direkten) CTG (Score = 0) so liegt der mittlere pH-Wert im NV-Blut bei 7,397 ± 0,055. Diese Werte schwanken allerdings zwischen 7,290 und 7,514. Für das NA-Blut gilt: 7,316 ± 0,052, Range: 7,202 bis 7,455. Diese Variabilität in den pH-Werten ist mütterlichen Ursprungs. Nach Umrechnung der pH- in cH⁺-Werte ergibt sich eine Streubreite für cH⁺ von ± 25 % im NV- und von ± 28 % im NA-Blut; in pH-Werte zurückgerechnet resultiert daraus ein Streubereich von 0,154 Einheiten. Das Verhältnis (%) von respiratorischer und metabolischer Komponente im NV-Blut liegt median bei 46,6 zu 53,4 %, also 1,14; die Streubreite liegt allerdings zwischen 0,4 und 99,5 %. Die materno-fetale Transfusionsazidose beträgt anteilmäßig (%) median -5,5 % (im Mittel -7,6 ± 11,7 %), Range: -36,4 bis +12,7 % und die maternogene, fetale Hyperventilationsalkalose median 6,1 % (Mittel: 7,1 ± 5,6 %), Range: -2,4 bis 24,4 % der totalen fetalen cH⁺ (nmol/l) im NV-Blut. Schlussfolgerungen: Die mütterliche Hyperventilation sub partu ist deutlich stärker als bisher angenommen. Die Parität der werdenden Mutter spielt dabei eine entscheidende Rolle. Mütterliche Blutgase und BE determinieren den fetalen BE und die fetalen Blutgase im NV-Blut. Der mütterliche Einfluss führt (bei CTG-Score = 0) median zu einer Streubreite des akt. pH im NV-Blut von 0,154 Einheiten, sodass ein pH-Wert von 7,100 durch mütterliche Einflüsse zwischen 7,030 und 7,184 schwanken kann. In wissenschaftlichen Untersuchungen über die Aussagekraft des CTG und in forensischen Auseinandersetzungen (pH-Metrie, BE) muss dieser stets präsente Einfluss der Mutter stärker beachtet werden.

Abstract

Objective: A pregnant women and her fetus form a functional unit until delivery. Therefore maternal breathing habits can be deduced from the fetal acid-base status (ABS) of blood from the umbilical vein when the fetus stays unimpaired in utero. This study investigated and quantified this unique maternofetal relationship. Methods: Three different samples from fetuses were studied: 1. At the exact time of delivery, the ABS in arterial and venous umbilical blood (UA and UV) was determined in 101 patients and an analysis of maternal arterial blood gases (radial artery) was carried out. 2. Direct monitoring of the fetal heart rate (FHR) was performed in 453 fetuses of mothers with various parities. A new FHR score, which has been developed in this institution, was used for electronic FHR analysis. A minimal FHR pathology (score = 0) was encountered in 60 of these 453 fetuses during the last 30 min of labor. In these 60 fetuses blood gases and ABS in UV blood served as a “mirror” of maternal respiration patterns and muscular stress. 3. In another sample of 4853 fetuses delivered at term by the vaginal route under conditions considered to be normal (Apgar score at 1 min = 9/10), fetal ABS in UV-blood was studied, and placed in relationship to maternal parity. For a quantitative comparison of the metabolic (BE) and respiratory (pCO₂) component of pH in UV-blood, phqu40 was used instead of BE and pHnm (non metabolic pH) instead of pCO₂; cH⁺ values were computed for each of the three pH-values. This allowed the composition of fetal total acidosis (cH⁺) to be quantified and thus permitted quantification of the relation between fetal transfusion acidosis and maternofetal hyperventilation alkalosis in UV-blood. Results: Exactly at the time of delivery the median art. pH of the mother was 7.419 (range: 7.302 - 7.590. The maternal median art. pCO₂ was 23.3 mmHg (range: 11.6 - 32.0). Maternal median art. BE was -7.6 mmol/l. The correlation between pCO₂ values in maternal art. blood and pCO₂ values in cord blood (UV) was highly significant (r = 0.514, p < 10^-4). Maternal and fetal BE (UV) are also closely correlated: r = 0.521, p < 10^-4. The higher the number of parity, the lower the pCO₂-values and the higher the pH-values both in UV- and UA-blood (p << 10^-4). The same applies to BE (p << 10^-4). After the 3rd parity no statistical differences were found. Electronic elimination of any CTG-pathology (score = 0) revealed a mean pH-value in UV-blood of 7.397 ± 0.054 (range 7.290 to 7.514) and in UA-blood of 7.316 ± 0.052 (range 7.202 to 7.455). This particular variability must be of maternal origin (respiration and muscular stress). Calculation of cH⁺ (nmol/l) using the act. pH-values both in UV- and UA-blood yielded a variation of ± 25 % in UV- and ± 28 % in UA-blood, respectively. Further calculations (using again cH⁺ [nmol/l]) showed that a pH-value of 7.100 (UA) may vary, due to purely maternal influences, between 7.030 and 7.184 (Delta-pH: 0.154). The median relation (%) of the respiratory and metabolic component in the fetus was 46.4 : 53.4 (= 1.14) in UV blood; however the range was between 0.4 and 99.5 %. Maternofetal transfusion acidosis amounted to -5.5 % (mean: -7.6 ± 11.7; range: -36.4 to 12.7 %) and the median maternofetal hyperventilation alkalosis amounted to 6.1 % (mean 7.1 ± 5.6) with a range of -2.4 to 24.4 % of total fetal cH⁺ (UV) when the fetus was unimpaired (CTG score = 0) in utero. Conclusion: Maternal hyperventilation and muscular stress during delivery appear to be more important than was previously considered the case; maternal parity plays a major role here. The influence of maternal pCO₂ and muscular stress (BE) on fetal ABS is significant, varying between 25 % (UV) and 28 % (UA) in the concentration of hydrogen-ions (cH⁺). The median maternal influence on the pH-value in UV-blood (if the CTG score = 0) amounts to 0.154 units. The influence of maternal breathing and her bearing-down efforts should be taken into account in studies on the significancce of electronic FHR monitoring as well as in forensic controversies.

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Prof. Dr. V. M. Roemer

International Institute of feto-maternal Medicine

Schützenring 7

32756 Detmold

Email: vmr.dr@t-online.de