胎儿在妈妈体内是如何“呼吸”的?
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-05-28
胎儿依赖母亲提供所有的必需品。胎盘是关键；这个器官在子宫内发育，就像一个通道，让妈妈把所有支持它发育的东西传给宝宝。
母亲进食后，她的身体将食物分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和胆固醇，这些物质通过胎盘中的通道或转运体进入胎儿体内。它们为成长中的胎儿提供能量和构建模块，胎儿在发育器官、组织和骨骼时使用这些能量和模块。
重要的电解质，如钠、氯、钙和铁，会通过胎盘中它们自己的特殊通道，或者只是从母体一侧扩散到胎儿一侧。
胎儿的成长也需要氧气。因为他们的肺没有暴露在空气中，他们不能自己呼吸。相反，它们依靠母亲通过一个非凡的生化过程来提供所需的氧气。
母亲进食后，她的身体将食物分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和胆固醇，这些物质通过胎盘中的通道或转运体进入胎儿体内。它们为成长中的胎儿提供能量和构建模块，胎儿在发育器官、组织和骨骼时使用这些能量和模块。
重要的电解质，如钠、氯、钙和铁，会通过胎盘中它们自己的特殊通道，或者只是从母体一侧扩散到胎儿一侧。
胎儿的成长也需要氧气。因为他们的肺没有暴露在空气中，他们不能自己呼吸。相反，它们依靠母亲通过一个非凡的生化过程来提供所需的氧气。
图片来源：Image generated from PBD ID 1C7B by Julie Pollock
作为一名生物化学家，正是这个过程让Julie Pollock在学生时代爱上了这门学科。这是她今天给她的学生们讲的最喜欢的话题，也有助于解释为什么怀孕的女性会如此容易气喘吁吁。
氧气流过你的血管
一些巧妙的生物化学是氧气在人体中传播的根源。
一种叫做血红蛋白的蛋白质负责吸收肺部的氧气，并通过血液将氧气输送到所有组织。血红蛋白含有铁，它导致了血液的红色。它由四个亚基组成，每个亚基有两种不同的类型。
每个亚基包含一个铁原子，铁原子与一种称为亚铁血红素的特殊化合物结合，亚铁血红素可以与一个氧分子相互作用。这是一种孤注一掷的情况；对于同一区域的血红蛋白来说，它们要么都抓住氧气要么都释放了氧气。它取决于血红蛋白所处环境中的氧气浓度。
当你深呼吸时，肺部的氧气浓度会很高。该区域的血红蛋白会自动吸收氧气。然后它通过你的血液到达氧气浓度较低的组织，在那里它释放氧气。
一种叫做2，3-双磷酸甘油酸或称BPG的分子，促进氧气的释放。它与血红蛋白的四个亚基之间的中心空腔结合，帮助氧分子释放。
为胎儿提供氧气
胎儿是不暴露在空气中的，他们的肺在出生后才会发育完全，所以氧气是他们必须从母亲胎盘中得到的一系列物质。
血红蛋白太大，不能穿过胎盘。母体血红蛋白必须释放氧分子，这样氧气才能穿到另一侧，被胎儿血红蛋白吸收。问题是，既然这些都是在如此近的距离内发生的，而血红蛋白要么全部抓住氧气要么全部释放氧气，那么氧气如何被胎儿吸收呢？
胎儿血红蛋白在结构上不同于母体血红蛋白。胎儿血红蛋白的蛋白质序列中只有几个氨基酸发生了变化，它不能很好地与BPG结合，BPG是一种帮助氧气从成人血红蛋白中释放的分子。胎儿血红蛋白对氧的亲和力也比成人血红蛋白强。
图片来源：CC BY-ND
所以在胎盘界面，有很多BPG，母体血红蛋白释放氧气胎儿血红蛋白紧紧抓住它。这个过程使氧气从母体有效地转移到胎儿体内。
在婴儿出生前不久，他们开始制造一些成年血红蛋白，这样当他们自己呼吸时，就可以在他们小小的身体里进行适当的氧气转移。通常情况下，当婴儿六个月大时，胎儿的血红蛋白水平非常低，几乎完全被成人的血红蛋白所取代。
在学术上，Pollock知道这个了不起的生化过程。但直到她怀上了她的儿子，她才真正理解了这一点。她在动感单车课上跑的英里数减少了，每天走路都落在丈夫和狗的后面，气喘吁吁地爬上三层楼梯回到办公室。儿子的血红蛋白吸收了她的氧气，所以她不得不吸入更多的氧气来完成日常工作。
一旦她的孩子在外面呼吸，他的成熟的血红蛋白正常工作，Pollock比以往任何时候都更惊讶于科学的完美。（生物谷Bioon.com）
参考资料：
1. How does a baby 'breathe' while inside its mom？
2. Postnatal Prediction of Gestational Age Using Newborn Fetal Hemoglobin Levels
3. Fetal and Postnatal Development of the Lung
4. Placental structure， function and drug transfer
5. Maternal-Fetal Nutrient Transport in Pregnancy Pathologies： The Role of the Placenta
6. ChemMatters
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