Транспорт кислорода. В оксигенированной крови пупочной вены плода напряжение О2 составляет лишь 20 – 50 мм рт.ст. Несмотря на такое низкое напряжение О2, насыщение гемоглобина О2 достаточно высоко и достигает в среднем 65% (50 – 80%, у матери – 96%). Это объясняется большим сродством гемоглобина плода (HbF) с кислородом по сравнению с гемоглобином взрослого (HbA). Содержание О2 в артериальной крови плода (пупочная вена) значительно ниже (9 – 14 об. %), чем в артериальной крови взрослого (19 об. %), причем кровь с указанным содержанием О2 снабжается только через печень. С незначительно меньшим содержанием О2 поступает кровь к сердцу и мозгу. Остальные органы и ткани получают кровь с еще меньшим содержанием О2.

Однако все органы и ткани плода получают достаточное для их развития количество О2, что объясняется несколькими факторами.

Во-первых, метаболические процессы в тканях плода хорошо осуществляются при более низких напряжениях О2, так как в них анаэробные процессы (гликолиз) преобладают над аэробными (окисление) процессами, более свойственными взрослому организму. Во-вторых, кровоток в тканях плода почти в 2 раза интенсивнее, чем в тканях взрослого организма, что, естественно, увеличивает доставку тканям кислорода даже при сниженном его содержании в крови.

В-третьих, затраты энергии в организме плода значительно снижены, так как почти не расходуется энергия на процессы терморегуляции, пищеварения, мочеотделения. Кроме того, двигательная активность ограничена. Наконец, несмотря на большое сродство гемоглобина плода (HbF) к кислороду, поступление О2 из крови плода к его тканям происходит в полном соответствии с потребностями, поскольку диссоциации оксигемоглобина в верхней трети сдвинута влево, в нижней трети совпадает с таковой у взрослого.

Увеличение кислородной емкости крови плода до 24 – 26 об. % и свойства HbF, изменяющие кривую насыщения гемоглобина кислородом и диссоциации оксигемоглобина, рассматривают как важные механизмы биологической адаптации организма к условиям внутриутробной жизни. Однако ухудшающиеся к концу беременности соотношение между возрастающей потребностью растущего плода в кислороде и ограниченной диффузионной поверхностью плаценты лимитирует поступление О2 в кровь плода. Поэтому насыщение гемоглобина крови плода кислородом в конце антенатального периода уменьшается и составляет 40 – 70 % своей кислородной емкости.

В этот период метаболизм анаэробного типа приводит к накоплению промежуточных продуктов обмена, таких, как пировиноградная, молочная кислоты, обусловливающие наличие ацидоза в крови. Метаболический ацидоз исчезает в течение 7 – 8 дней постнатального периода.

Транспорт углекислого газа. Диффузия СО2 через плацентарную мембрану из крови плода в кровь матери осуществляется вследствие разности напряжений СО2 в артериальной крови матери (25 – 35 мм рт.ст.). Одной из причин невыравнивания напряжений СО2 является большая толщина плацентарной мембраны. Невысокое напряжение СО2 в крови матери (а следовательно, и в крови плода) объясняется гипервентиляцией беременных, обусловленной, в частности, действием прогестерона на дыхательный центр.

Невыравнивание напряжений СО2 в крови плода и матери наблюдается еще и потому, что диффузия происходит в основном за счет физически растворенного СО2 (2,5 об. %) и отщепления СО2 от карбогемоглобина (4,5 %). Бикарбонаты натрия и кальция содержащие 40 – 58 об. % СО2 (общее его количество в венозной крови плода 46 – 47 об. %), в обеспечении газообмена между кровью плода и матери практически не участвуют из-за своей инерционности: угольная кислота образуется из бикарбонатов и распадается на СО2 и Н2О очень медленно вследствие отсутствия карбоангидразы в крови плода.

К концу беременности ухудшение условий газообмена между кровью плода и кровью матери приводит к увеличению содержания СО2 в венозной крови плода до 60 об. %.