Nhau thai là gì? Các nghiên cứu khoa học về Nhau thai
Nhau thai là cơ quan tạm thời hình thành trong thai kỳ, kết nối tuần hoàn mẹ và thai nhi để trao đổi khí, chất dinh dưỡng, thải độc và điều hòa miễn dịch. Cấu trúc này phát triển từ mô mẹ và phôi, đóng vai trò nội tiết và bảo vệ thai nhi, đồng thời giữ vai trò thiết yếu trong sự phát triển bào thai.
Định nghĩa và vai trò sinh học của nhau thai
Nhau thai (placenta) là một cơ quan tạm thời hình thành trong quá trình mang thai, có nguồn gốc từ cả mô của phôi thai và tử cung của người mẹ. Đây là một cấu trúc sinh học phức tạp, có chức năng chính là kết nối hệ tuần hoàn của mẹ với thai nhi, tạo điều kiện trao đổi chất, khí và tín hiệu nội tiết giữa hai cơ thể mà không để máu trộn lẫn.
Nhau thai không chỉ đóng vai trò là một “cửa ngõ sinh học” giữa mẹ và con mà còn là một trung tâm điều phối sinh lý học quan trọng. Nó chịu trách nhiệm điều chỉnh môi trường phát triển của thai nhi, đảm bảo điều kiện tối ưu cho sự tăng trưởng và biệt hóa các cơ quan. Nhờ vào tính bán thấm và khả năng sản xuất hormone, nhau thai kiểm soát nhiều tiến trình thiết yếu của thai kỳ.
Cấu trúc và sự hình thành nhau thai
Sự hình thành nhau thai bắt đầu ngay sau khi phôi bám vào nội mạc tử cung, vào khoảng ngày thứ 6–7 sau thụ tinh. Tế bào ngoài phôi sẽ phát triển thành các cấu trúc gọi là gai nhau (chorionic villi), xâm nhập sâu vào mô mẹ và tạo nên hệ thống trao đổi máu giữa mẹ và thai.
Các thành phần chính của nhau thai bao gồm:
- Màng đệm (chorion): Tạo lớp ngoài của nhau thai, chứa các mạch máu thai nhi.
- Lông nhau (chorionic villi): Cấu trúc chính để trao đổi chất, có bề mặt lớn và mạng lưới mao mạch dày đặc.
- Màng rụng (decidua): Lớp niêm mạc tử cung mẹ được biến đổi để tiếp nhận phôi thai.
Sự biệt hóa và phân chia lớp tế bào hợp bào nuôi (syncytiotrophoblast) và tế bào đệm nuôi (cytotrophoblast) giúp nhau thai thực hiện các chức năng hấp thu, miễn dịch và nội tiết.
Các chức năng sinh lý chính
Nhau thai thực hiện nhiều chức năng sống còn cho thai nhi. Đầu tiên là trao đổi khí: oxy từ mẹ khuếch tán qua nhau thai vào máu thai, trong khi carbon dioxide được thải ngược về mẹ. Quá trình này đảm bảo thai nhi được cung cấp đầy đủ năng lượng cho phát triển tế bào.
Chức năng trao đổi chất bao gồm hấp thu glucose, acid amin, acid béo, vitamin và khoáng chất. Những chất này được vận chuyển qua nhiều cơ chế như khuếch tán thụ động, vận chuyển tích cực hoặc ẩm bào. Nhau thai cũng đào thải các chất chuyển hóa như ure, creatinine và acid uric từ thai nhi ra tuần hoàn mẹ.
Bảng dưới đây tóm tắt các chức năng sinh lý chính của nhau thai:
Chức năng | Mô tả | Ví dụ |
---|---|---|
Trao đổi khí | Vận chuyển O2 và CO2 | Oxy từ mẹ đến thai |
Dinh dưỡng | Hấp thu glucose, acid amin, lipid | Glucose khuếch tán nhờ protein GLUT |
Bài tiết | Loại bỏ chất thải | Ure từ thai qua máu mẹ |
Miễn dịch | Ngăn miễn dịch mẹ tấn công thai | Truyền IgG qua receptor FcRn |
Nội tiết | Tiết hormone duy trì thai kỳ | hCG, progesterone, estrogen |
Hàng rào nhau thai và tính chọn lọc
Hàng rào nhau thai là hệ thống các lớp tế bào ngăn cách máu mẹ và máu thai. Mặc dù có vai trò bảo vệ, hàng rào này không hoàn toàn ngăn được sự trao đổi vật chất mà chỉ cho phép một số chất nhất định khuếch tán hoặc vận chuyển chọn lọc. Cấu trúc gồm:
- Lớp hợp bào nuôi (syncytiotrophoblast)
- Lớp tế bào nuôi đệm (cytotrophoblast)
- Lớp màng đáy
- Lớp nội mô mao mạch thai nhi
Các chất có khả năng đi qua hàng rào nhau thai phụ thuộc vào kích thước phân tử, tính tan trong lipid, độ phân cực và phương thức vận chuyển. Một số chất có thể qua dễ dàng như ethanol, nicotine, các thuốc nhóm steroid, nhưng các protein lớn như insulin thường không qua được.
Ví dụ về tính chọn lọc của hàng rào nhau thai:
- Qua dễ: O2, CO2, ethanol, morphine
- Vận chuyển chủ động: glucose, amino acid, vitamin B12
- Không qua: hầu hết protein huyết tương, insulin, heparin
Tính chọn lọc của hàng rào này là yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ thai nhi khỏi các tác nhân độc hại và vi sinh vật, đồng thời cũng là rào cản đối với một số liệu pháp điều trị trong thai kỳ.
Thay đổi giải phẫu học và sinh lý trong thai kỳ
Nhau thai phát triển liên tục về kích thước và chức năng suốt thai kỳ. Ở tam cá nguyệt đầu, nhau thai có đường kính khoảng 2–3 cm và nặng dưới 50 g, nhưng đến cuối thai kỳ, đường kính có thể đạt 20 cm và khối lượng trên 500 g. Tỷ lệ giữa trọng lượng nhau thai và thai nhi thường dao động từ 1:5 đến 1:7.
Lưu lượng máu từ mẹ đến hồ máu nhau thai tăng dần trong thai kỳ, từ mức 50 mL/phút đầu thai kỳ lên đến 600–700 mL/phút vào tam cá nguyệt cuối. Các mạch máu trong gai nhau phát triển nhánh phong phú để tăng diện tích tiếp xúc với máu mẹ.
Thay đổi hình thái và lưu lượng máu được đánh giá bằng siêu âm Doppler động mạch tử cung, chỉ số trở kháng (RI) hoặc chỉ số S/D (systolic/diastolic ratio). Những thông số này phản ánh tình trạng tưới máu nhau thai và dự đoán nguy cơ tiền sản giật hoặc hạn chế phát triển thai nhi.
Biến chứng liên quan đến nhau thai
Rối loạn nhau thai có thể gây ra các biến chứng nghiêm trọng cho cả mẹ và thai. Nhau tiền đạo xảy ra khi nhau thai bám thấp trong tử cung, che một phần hoặc toàn bộ cổ tử cung, gây nguy cơ chảy máu khi chuyển dạ. Nhau bong non là tình trạng nhau thai tách khỏi thành tử cung trước khi sinh, gây giảm oxy và dinh dưỡng cho thai.
Các biến chứng phổ biến khác:
- Tiền sản giật (Preeclampsia): liên quan đến rối loạn chức năng nhau thai và mất cân bằng yếu tố tăng trưởng nội mạc.
- Nhau cài răng lược (Placenta accreta): xảy ra khi gai nhau bám sâu bất thường vào cơ tử cung, gây khó khăn trong việc bong nhau sau sinh.
- Thiểu sản nhau: nhau nhỏ hoặc không phát triển đầy đủ dẫn đến thai nhỏ hơn tuổi thai (SGA).
Quản lý các biến chứng này đòi hỏi phối hợp giữa theo dõi hình ảnh học, xét nghiệm sinh hóa và can thiệp sản khoa đúng thời điểm.
Ứng dụng tế bào nhau thai trong y học
Nhau thai và dây rốn là nguồn tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cells – MSCs) dồi dào, không gây xâm lấn khi thu nhận. Các tế bào này có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau như xương, sụn, cơ, và có tiềm năng trong điều trị tái tạo mô.
Ứng dụng đang được nghiên cứu:
- Ghép tế bào trong bệnh thần kinh (Parkinson, ALS)
- Liệu pháp miễn dịch điều trị bệnh viêm tự miễn
- Tái tạo mô da, khớp, tim mạch
Ngoài ra, chiết xuất nhau thai cũng được sử dụng trong mỹ phẩm sinh học, thuốc hỗ trợ hồi phục mô và nghiên cứu y sinh.
Sinh lý học nội tiết nhau thai
Nhau thai hoạt động như một tuyến nội tiết độc lập, điều hòa nội môi thai kỳ thông qua sản xuất hormone. Hormone đầu tiên được tiết ra là human chorionic gonadotropin (hCG), giúp duy trì thể vàng và kích thích tiết progesterone trong những tuần đầu.
Các hormone chính do nhau thai tiết bao gồm:
- hCG: duy trì thai kỳ giai đoạn đầu, có thể phát hiện trong nước tiểu và huyết thanh để chẩn đoán thai sớm.
- Progesterone: duy trì nội mạc tử cung, ức chế co cơ tử cung, hỗ trợ biệt hóa tuyến sữa.
- Estrogen (estriol): kích thích phát triển tử cung, gia tăng lưu lượng máu tử cung và tăng sinh tuyến vú.
- hPL (human placental lactogen): làm tăng đề kháng insulin ở mẹ, giúp ưu tiên glucose cho thai nhi.
Nồng độ các hormone này thay đổi theo tuổi thai, và sự bất thường có thể chỉ ra nguy cơ sảy thai, thai chậm phát triển hoặc bất thường nhiễm sắc thể.
Tài liệu tham khảo
- NICHD – Placenta Overview
- Burton, G. J., & Fowden, A. L. (2015). The placenta: a multifaceted, transient organ. Philosophical Transactions of the Royal Society B.
- Benirschke, K., Burton, G. J., & Baergen, R. N. (2012). Pathology of the Human Placenta. Springer.
- Jansson, T., & Powell, T. L. (2007). Role of the placenta in fetal programming. Clinical Science.
- The Lancet – Placental biology and fetal health
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề nhau thai:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 9