Околоплодные воды являются биологически активной окружающей плод средой, промежуточной между ним и организмом матери и выполняющей в течение всей беременности и в родах многообразные функции. В зависимости от срока беременности воды образуются из различных источников. В эмбриотрофическом периоде амниотическая жидкость является транссудатом трофобласта, в период желточного питания — транссудатом ворсинок хориона. К 8 нед беременности появляется амниотический мешок, который заполнен жидкостью, по составу подобной экстрацеллюлярной. Позднее околоплодные воды представляют собой ультра-фильтрат плазмы материнской крови [Andrew В. 1970]. Доказано, что во второй половине беременности и до конца ее источником амниотической жидкости, помимо фильтрата плазмы крови матери, является секрет амниотической оболочки и пуповины [Seeds А. Е., 1980], позже 20 нед — продукт деятельности почек плода [Pelikan P. et al., 1970], а также секрет его легочной ткани.
Объем околоплодных вод зависит от массы плода и размеров плаценты. Так, в 8 нед беременности он составляет 5—10 мл, а к 10 нед увеличивается до 30 мл. В дальнейшем количество околоплодных вод увеличивается неравномерно и, по данным различных авторов, составляет в 13—14 нед 100 мл, в 15 нед — 150 мл, в 18 нед — 400 мл. При этом если в ранние сроки беременности количество амниотической жидкости увеличивается на 25 мл в неделю, то в период с 16 по 28 нед —на 50 мл [Diaz del Castillo Е„ 1974]. К 30—37 нед беременности объем их составляет 500—1000 мл, достигая максимального (1—1,5 л) к 38 нед. К концу беременности объем околоплодных вод может уменьшаться до 600 мл, убывая каждую неделю примерно на 145 мл. Количество амниотической жидкости менее 600 мл считается маловодием, а количество ее, превышающее 1,5 л, большинство авторов относят к многоводию. При перенашивании беременности процесс уменьшения объема околоплодных вод продолжается, и к 43-й неделе количество околоплодных вод может составить 100—500 мл.
В начале беременности околоплодные воды представляют собой бесцветную прозрачную жидкость, которая в процессе беременности изменяет свой вид и свойства, становится мутноватой, опалесцирующей вследствие попадания в нее отделяемого сальных желез кожи плода, пушковых волосков, чешуек эпидермиса, продуктов эпителия амниона, в том числе капелек жира. Количество и качестве взвешенных частиц в водах зависят от гестационного возраста плода. На этом основании изучение величины осадка околоплодных вод (амниокритное число), а также цитологической картины его используется в диагностике степени зрелости плода.
В околоплодных водах различают четыре типа клеток плодового происхождения (плоский эпителий кожи плода, клетки сальных желез, дыхательных путей и мочевого тракта) и производные амниона. До 15 нед беременности жировые клетки в околоплодных водах отсутствуют, а с 15-й недели количество их увеличивается. Некоторые безъядерные клетки амниотической жидкости окрашиваются нильским голубым в оранжевый цвет. Остальные амниальные клетки (круглые или полигональные, с ядрами или без них) приобретают голубую окраску. Оранжевые клетки являются производными сальных желез плода. Установлено, что на их поверхности адсорбируется лецитин легочйого сурфактанта плода, поэтому по процентному содержанию оранжевых клеток можно также судить о степени зрелости плода [Макеева В. .и соавт., 1980; Walch R. et al. 1980].
Большое значение имеет изучение физических свойств околоплодных вод. Они обладают относительно небольшой вязкостью, которая варьирует от 1,1 до 1,26 усл. ед. Поверхностное натяжение амниотической жидкости составляет 46,3—50,6 дин/см, оптическая плотность при неосложненной доношенной беременности, измеренная спектрофотометрически при длине волн 650 нм, составляет 0,15 и изменяется в зависимости от срока беременности, степени зрелости и состояния плода [Cetrulo С. L. et al, 1980; Bosek U. et al., 1982]. Данные о гидростатическом давлении амниотической жидкости во время беременности разноречивы; оно варьирует от 7 до 15 мм рт. ст.в родах возрастает до 50 мм рт. ст. [Diaz del Castillo, 1974]. В околоплодных водах найдены вещества, обладающие в-излучением. С химической точки зрения околоплодные воды представляют коллоидный раствор сложного состава, плотность которого колеблется от 1002 до 1028. Основным компонентом амниотической жидкости является вода, составляющая 98 %. Остальная часть представлена органическими (50 %) и неорганическими (50%) веществами.
Биохимический состав околоплодных вод относительно постоянен, Наблюдаются незначительные колебания в концентрации минеральных и органических компонентов в зависимости от срока беременности и состояния плода. Околоплодные воды имеют слабощелочную или близкую к нейтральной реакции.
В последние годы рядом авторов проведены фундаментальные исследования состава околоплодных вод в динамике развития беременности [Johnell Н. Е., Nilsson В. А., 1971].
Установлено, что величина рН околоплодных вод до 12 нед беременности является относительно высокой — 7,32±0,028 с колебаниями от 7,18 до 7,44, постепенно снижается в сроки 13—24 нед до 7,17±0,004 (7,04—7,29). и в сроки 25—31 нед до 7,14±0,04. При доношенной беременности, по данным различных авторов, рН около-плодных вод составляет от 6,98 до 7,23 (табл. 1). В процессе родов эта величина продолжает снижаться с 7,11± ±0,08 в начале I периода родов до 7,06±0,016 [Клименко П. А., 1978]. Величина рН околоплодных вод коррелирует с таковой крови плода, полученной из предлежащей части по методу Залинга. Эти изменения особенно выражены при гипоксии плода, когда реакция околоплодных вод существенно сдвигается в кислую сторону [Венцковский Б. М., 1974; Федорова М. В. и Дживелегова Г. Д., 1975]. Так рН околоплодных вод при рождении ребенка в состоянии легкой асфиксии составляет 7,04±0,03, а при тяжелой — 6,76±0,07 [Федорова М. В. и др., 1980].
Одновременно в процессе развития беременности в околоплодных водах снижается уровень бикарбонатов. При сроках беременности 11—12 нед концентрация их составляет 23,6+1,9 ммоль/л, а в 13—16 нед беременности отмечается существенное снижение уровня бикарбонатов (16,1 ±0,3 ммоль/л), который с небольшими вариациями сохраняется до родов.
В околоплодных водах в растворенном виде содержатся углекислота и кислород. Изучению газового состава вод посвящено много исследований, свидетельствующих о большой роли амниотической жидкости в газообмене плода. Содержание углекислоты в течение беременности несколько возрастает, причем увеличение Рсо2, в водах наблюдается в основном после 36 нед [Prevedourakis С. N., Vrionis К. Т., 1982]. Если в ранние сроки величина Рсо, варьирует от 41,1 до 55 мм рт. ст., то при доношенной беременности — от 48,3 до 58 мм рт. ст. [Sjostedt S. et al., 1958], в среднем составляя 53,1+0,4 мм рт. ст. [Johnell Н. Е„ Nilsson В. А., 1971] при содержании общей С02 33±1,5%. В процессе родов напряжение углекислоты в околоплодных водах нарастает примерно на 5—7,8 мм рт. ст. Величина Рсо2, в начале I периода родов в околоплодных водах составляет 41,4+0,82 мм рт. ст., во II периоде — 48,5+0,99 мм рт. ст. [Венцковский Б. М., 1974]. Существенно меняется величина Рсо2, в околоплодных водах при острой внутриутробной гипоксии плода и в меньшей мере при хронической кислородной недостаточности плода. Так, если при рождении здорового ребенка Рсо2, околоплодных вод составляет 42,0+1,8 мм рт. ст., то при легкой асфиксии новорожденного — 45+2,48 мм рт. ст. (р>0,05), а при тяжелой — 88+2,58 мм рт. ст. [Федорова М. В., Быкова Г. Ф., 1982], т. е. возрастает более чем в 2 раза (р<0,001).
Первые сведения о наличии кислорода в амниотической жидкости появились в связи с внедрением полярографического метода исследования для определения напряжения кислорода ( Ро2 ) в биологических жидкостях и тканях [Rooth G. et al., 1957, Sjostedt S. et al., 1958]. Тогда же впервые возник вопрос о путях проникновения кислорода в околоплодные воды. Исследования, проведенные с помощью микроэлектрода Кларка, введенного либо в полость матки, либо в сосуд с амниотической жидкостью, полученной путем амниоцентеза в анаэробных условиях, показали, что величина Ро2 находится на низком уровне и колеблется в больших пределах—от 1 до 40 мм рт. ст. [Johnell Н. Е., 1970]. В течение беременности Ро2 , в амниотической жидкости снижается [Korhachi Z., Mecinski J., 1973; Prevedourakis С. N., Vrionis К. Т., 1982], причем в основном это происходит после 33 нед беременности. Так, если в ранние сроки Рог в амниотической жидкости варьирует от 7 до 20 мм рт. ст., то при доношенной беременности — от 2 до 15 мм рт. ст. [Johnell Н., Nilsson В., 1971]. J. Quillegan (1962) высказал предположение, что низкие цифры Ро2 , в околоплодных водах связаны с методом определения напряжения кислорода. Полярографические исследования отечественных авторов [Березовский В. А., 1970; Коваленко Е. А. и др. 1975] показали, что величины Ро амниотической жидкости у экспериментальных животных мало отличаются от Ро, других биологических жидкостей. Они значительно выше приведенных ранее показателей Ро2 и составляют 34,9+1,7 мм рт. ст. при измерении открытым платиновым электродом и 42,6+1,1 мм рт. ст. при использовании закрытого электрода.
Еще более высокие цифры Ро, в околоплодных водах получены при использовании аппарата микро-Аструп. В конце нормально протекающей беременности Ро2 околоплодных вод составляет, по данным L. Магіапоwsky и A. Koziorowski (1970), 65,13 мм рт. ст., по сведениям Б. М. Венцковского (1974)—89,6±3,7 мм рт. ст.
По нашим данным, Ро2 околоплодных вод при доношенной беременности варьирует от 120 до 78 мм рт. ст., составляя в среднем 99±4,8 мм рт. ст. [Федорова М. В., Быкова Г. Ф., 1982]. Эти показатели значительно выше, чем в капиллярной крови матери (74,5±4,12 мм рт. ст.). В процессе родов напряжение кислорода в околоплодных водах несколько снижается и составляет 91,33+ ±3,78 мм рт. ст. (в крови матери 59,6+8,6 мм рт. ст., в артериальной крови из вены пуповины, полученной до первого вдоха ребенка, 39,87+1,37 мм рт. ст.).
Мнения различных авторов о содержании кислорода в водах пои гипоксии плода разноречивы. Б. М. Венцковский (1974) и L. Marianowski (1970) обнаружили некоторое снижение Ро2, в околоплодных водах при гипоксии плода. Другие исследователи не находили изменений Ро, при внутриутробной гибели плода. По мнению G. Rooth и соавт. (1957), Ро„ в амниотической жидкости меняется очень медленно, поэтому только при хронической кислородной недостаточности плода, а не при острых состояниях, возможны изменения содержания кислорода в водах. Наши исследования показали, что при рождении ребенка в состоянии асфиксии Ро2, в околоплодных водах существенно не меняется (92,4± ±3,86 мм рт. ст., р>0,05). В то же время при нефропатии напряжение кислорода в водах снижается до 70,71± ±5,4 мм рт. ст. (р<0,01).
Количество минеральных веществ в амниотической жидкости составляет 0,71 %. В ней содержатся все электролиты, имеющиеся в организмах матери и плода. Среди катионов в первую очередь следует упомянуть натрий (Na+), обеспечивающий осмотическую концентрацию амниотической жидкости. В ранние сроки беременности уровень Na+ в околоплодных водах близок к таковому в крови матери. С прогрессированием беременности содержание его в околоплодных водах снижается. Так, если в 11—12 нед беременности концентрация Na+ составляет 134+2,3 ммоль/л, то в 37—40 нед — 128±1 ммоль/л [Johnell Н. Е. Nilsson В. А., 1971] при уровне Na+ в плазме крови матери 138±2,3 ммоль/л. Практически снижение уровня Na+ к концу беременности происходит всего на 5—10 ммоль/л.
Относительно концентрации калия (К+) в околоплодных водах существуют две точки зрения. Одни авторы [Marinowski L., 1972] указывают на повышение его уровня с 3,85+0,07 ммоль/л в 10—12 нед до 4,2+0,08 или даже до 4,9+0,46 ммоль/л в конце беременности. Другие считают, что содержание К+ в околоплодных водах в течение беременности существенно не меняется [Karchmer S., 1976].
Концентрация (Са2+) в околоплодных водах, по данным Н. Е. Johnell и В. A. Nilsson (1971), В. Fennefrohn (1974), с развитием беременности прогрессивно уменьшается и становится ниже 1,5 ммоль/л. При этом уменьшается в основном содержание общего кальция, а количество ионизированного не изменяется, и он находится в такой же концентрации (1,11 ммоль/л), как и в крови матери (1,16 ммоль/л). Однако, по данным L. Marinowski (1972), в 10 и 40 нед беременности уровень Са2+ возрастает с 1,38+0,15 до 1,58±0,29 ммоль/л.
Концентрация магния, меди, железа также прогрессивно снижается до 38 нед беременности ГСЬап N. Y. et al., 1980; Cruikshank D. P. et al., 1980]. Уровень цинка снижается лишь до 34—36 нед, а затем резко возрастает к 40—42 нед беременности [Brundes J. М. et al., 1980]. Таким образом, содержание практически всех катионов, кроме К+, в околоплодных водах существенно ниже, чем в крови матери и пуповинной крови (табл. 2).
В процессе родов уровень катионов существенно не меняется. Среди анионов в регуляции водно-солевого
гомеостаза важная роль принадлежит хлоридам (СI-) и бикарбонатам (НСО-з). Фосфаты, сульфаты и другие анионы органических и неорганических соединений имеют большее значение в метаболических преобразованиях. Фосфор в околоплодных водах содержится в концентрации 2 ммоль/л, а сера — 1 ммоль/л, органические кислоты —12 ммоль/л.
гомеостаза важная роль принадлежит хлоридам (СI-) и бикарбонатам (НСО-з). Фосфаты, сульфаты и другие анионы органических и неорганических соединений имеют большее значение в метаболических преобразованиях. Фосфор в околоплодных водах содержится в концентрации 2 ммоль/л, а сера — 1 ммоль/л, органические кислоты —12 ммоль/л.
Уровень хлоридов в течение беременности существенно не меняется и к концу беременности варьирует от 98 до 106±0,2 ммоль/л.
Осмотическая концентрация амниотической жидкости изменяется по мере увеличения сроков беременности [Cook F. et al., 1973; Boilly P. С. et al„ 1976]. В самом начале беременности осмолярность амниотической жидкости близка к таковой плазмы крови матери. В первую половину беременности осмотическая концентрация становится на 10 мосмоль/л ниже, чем в плазме крови матери, а во второй половине — на 22 мосмоль/л [Karchmer S., 1976]. Снижение осмолярности околоплодных вод во второй половине беременности происходит в результате Функционирования почек плода и выделения гипотонической мочи в амниотическую полость, а также уменьшения концентрации натрия и других осмотически активных компонентов. В процессе родов околоплодные воды становятся еще более гипотоничными (231,0± ±3,19 мосмоль/л) и существенно отличаются от крови матери (313,3±6,26 мосмоль/л) и плода (284,0±4,87мосмоль/л). Это и обусловливает переход продуктов обмена плода в околоплодные воды.
Осмотическую концентрацию околоплодных вод создают, кроме электролитов, и другие компоненты. К ним прежде всего относятся глюкоза и мочевина. В амниотической жидкости обнаружены также белки, жиры, углеводы, гормоны, ферменты, биологически активные вещества и витамины.
Содержание глюкозы в околоплодных водах относительно низкое, а в конце беременности снижается еще более значительно. Так, по данным A. D. Drazancic и J. Kuvacic (1974), при беременности 7—12 нед концентрация глюкозы в амниотической жидкости составляет 3,12 ммоль/л, 17—20 нед—1,55 ммоль/л, 19—32 нед — 1,29 ммоль/л, 38 нед— 13,3—0,72 ммоль/л, 39—40 нед — 0,27 ммоль/л и 41 нед — 0,09 ммоль/л. Снижение содержания глюкозы в амниотической жидкости связано с активацией функции печени плода. Уровень глюкозы при доношенной беременности варьирует от 0,75—0,83 до 1,48—1,94 ммоль/л, при пролонгировании беременности становится несколько выше, а при истинном перенашивании существенно снижается [Чернуха Е. А., 1982]. На этом основании предлагается использовать определение уровня содержания глюкозы в водах как показатель степени зрелости плода. Однако в связи с большой вариабельностью концентрации глюкозы в амниотической жидкости этот тест не является достаточно информативным.
В процессе родов наблюдается некоторое снижение концентрации глюкозы в околоплодных водах. В конце II периода родов она составляет в среднем 1,16± ±0,29 ммоль/л. Следует отметить, что уровень глюкозы в околоплодных водах варьирует в больших пределах. Это связано с значительной лабильностью углеводного обмена в системе мать—плод в родах, а также довольно легким обменом глюкозы между организмами матери и плода. При острой и хронической кислородной недостаточности плода уровень глюкозы в околоплодных водах снижается (табл. 3).
Основываясь на данных физиологии внутриутробного плода, логично было бы предположить о накоплении кислых продуктов обмена в амниотической жидкости в процессе развития плода. Однако известно, что количество молочной кислоты не коррелирует с величиной рн. В течение беременности ее уровень в амниотической жидкости уменьшается и в большей мере зависит от состояния плода, чем от его гестационного возраста. Так, если в 11—12 нед беременности уровень лактата в среднем составляет 1,23±0,02 ммоль/л, то при доношенной беременности—1,01±0,04 ммоль/л [Johnell Н. Е., Nilsson В. А., 1971]. В то же время при кислородной недостаточности у плода в околоплодных водах значительно возрастает содержание лактата, которое сопровождается накоплением Н+ и снижением уровня бикарбонатов. Следует отметить, что показатели концентрации молочной кислоты варьируют в широких пределах: от 10,22 и 8,42 ммоль/л [Kittrich М„ Janda J., 1967] до 0,89—4,21 ммоль/л [Федорова М. В. и др., 1980]. Концентрация пировиноградной кислоты уменьшается в течение беременности параллельно с уровнем лактата, поэтому соотношение лактат/пируват сохраняется постоянным в течение всей беременности.
Изучение метаболитов белкового обмена показало, что в околоплодных водах содержится 17 основных аминокислот [Mansoni F. Е. et al., 1975]. Среди них в наибольшем количестве находятся таурин (126,24 ммоль/л), лизин (124,41 ммоль/л), аланин (117,84 ммоль/л), глицин (112,77 ммоль/л), пролин (76,13 ммоль/л). Остальные аминокислоты содержатся в концентрации 49—20 ммоль/л (глутаминовая кислота, лейцин, валин, серии, гистидин) или 13—4 ммоль/л (аргинин, фенилаланин, тиродин, триптофан, аспарагиновая кислота, изолейцин и метионин). Источником свободных аминокислот околоплодных вод являются организм плода и плацента. Не исключена возможность перехода их из материнского организма. Концентрация общего белка в амниотической жидкости составляет 2,4 г/л, Он содежится в количестве в 23 раза меньшем, чем в крови матери, и в 20 раз меньшем, чем в крови плода [Karchmer S. et al., 1971]. Мнения относительно динамики уровня белка в околоплодных водах в течение беременности разноречивы. Установлен факт изменения фракционного состава белка, что, по-видимому, связано с меняющимися потребностями растущего плода.
Между белками крови плода и амниотической жидкости имеется некоторое сходство. Так, содержание альбумина в амниотической жидкости составляет 59,7%, глобулинов: a1—2,1 %, а2—6,4 %, р—16,1 % и y—15,7 % (в крови матери и плода соответственно 50,9 и 66,1 %| альбумина, 5,8 и 3,4% арглобулинов, 11,2 и 5,9 %, а2-глобулина, 14,9 и 7 % (в-глобулина и 17,2 и 17,6 % у-глобулина).
В настоящее время обнаружено 12 белковых фракций в амниотической жидкости. Выявлена группа белков, специфических для беременности и синтезируемых трофобластом или в организме плода. К ним относится протеин А, являющийся по своей природе гликопротеином. Концентрация протеина А в амниотической жидкости умеренно возрастает в период с 7 до 40 нед беременности [Bischof P. et al., 1982]. Содержание другого специфического для беременности (в-гликопроина прогрессивно увеличивается в амниотической жидкости с 3 мкг/мл в 8 нед беременности до 140 мкг/мл в 36 нед [Wurz Н. et al., 1981]. Его уровень снижается при внутриутробном страдании плода, особенно при гипотрофии.
Содержание некоторых фракций белка в околоплодных водах зависит от их происхождения. Например, протеины с молекулярной массой более 21Х10*4 не определяются в амниотической жидкости и в крови плода. Эти белки специфичны для матери. В то же время протеины, молекулярная масса которых находится в пределах от 21 ХЮ4 до 5,6Х104, обнаруживаются лишь в околоплодных водах и в крови плода [Hisanaga S. et al., 1982]. Количество этих белков зависит от гестационного возраста плода и может явиться известным критерием его зрелости. Так, плацентарный протеин 12 (ПП- 12) в наибольшем количестве продуцируется в 22—23 нед беременности (1694=12,3 нг/мл), в то время как в 32—33 нед его уровень в крови достигает лишь 63± ±23 нг/мл [Rutanen Е.М. et al., 1982]. Этот специфичный для плаценты белок по форетической подвижности соответствует а1-глобулину и в 100—1000 раз больших количествах содержится в околоплодных водах.
При патологии нервной системы у плода и аномалиях в развитии в околоплодных водах выявляется а-фетопротеин [Weitzel Н., 1982], причем его уровень коррелирует с содержанием глюкозы. Установлено, что а-фетопротеин вырабатывается в печени плода, а затем с мочой попадает в околоплодные воды. Биологическая роль а-фетопротеина заключается в осуществлении трансплацентарного перехода гормонов.
Продуктами катаболизма и ресинтеза белка являются азотсодержащие вещества, которые выводятся из организма в виде мочевины, мочевой кислоты. Они характеризуют функцию печени и почек и косвенно отражают состояние белкового обмена. В околоплодные воды эти продукты обмена, а также креатинин попадают из организма плода в основном с мочой и, возможно, через кожные покровы.
Содержание мочевой кислоты в околоплодных водах составляет 0,44±0,04 мкмоль/л, почти вдвое возрастает (до 0,93±0,07 мкмоль/л) при тяжелых формах позднего токсикоза [McAllister Ch. J. et al., 1973; Разсолков M. и др., 1981] и коррелирует в родах с оценкой новорожденного по шкале Апгар.
Концентрация мочевины в околоплодных водах значительно выше, чем в крови матери и плода, и возрастает при кислородной недостаточности плода (табл. 4).
Уровень мочевины в околоплодных водах при острой гипокси плода более чем в 2 раза превышает ее уровень в крови матери. При хронической гипоксии плода этих изменений не происходит.