第二节 生理变化

孕期母体产生一系列的适应性生理改变:呼吸气体增加,使得营养素转运及清除代谢毒素能力增强;舒张平滑肌,使子宫容量增加并扩大血管内容量;降低渗透压阈值,促进水和钠的潴留;降低血液高黏度并减少血栓形成风险;红细胞体积增大;改变心输出量分布;增加子宫胎盘循环;增加血液流向皮肤和肾脏;血浆蛋白合成增加;通过调节游离和结合配体水平的载体蛋白浓度;通过增强凝血能力将出血的风险降至最低;维持轻度呼吸性碱中毒,以防止严重的胎儿酸中毒等。

一、血液学改变与营养需要的适应性改变

正常非孕妇女血浆容量约为2.6L,孕期约增加50%,即相当于增加身体的水分量约1kg。整个正常妊娠期血浆容量逐渐增加,且其中一半的增加主要发生在妊娠中晚期,且与婴儿的出生体重成正比。单胎妊娠孕妇的血容量增加可达40%,多胎妊娠血容量增加更大。血容量的增加中血浆容量增加45%~55%,红细胞增加20%~30%。

(一)妊娠期的生理性贫血

血浆容量的快速增加速度超过新的红细胞生产速度,血红蛋白浓度、血细胞比容和红细胞计数下降,导致孕初期发生生理性贫血(图2-1)。尽管总体血液稀释,但平均红细胞体积(mean corpuscular volume,MCV)或平均红细胞血红蛋白浓度(mean corpuscular-hemoglobin concentration,MCHC)通常没有变化,妊娠期贫血的界值与普通育龄妇女不同。

图2-1 妊娠期血浆容量、总血容量和血细胞比容的增加

血浆体积的快速增加超过妊娠早期红细胞的产生速率,导致血红蛋白浓度和血细胞比容降低

妊娠期白细胞计数略增至(5~12)×109/L,分娩期间和产后前几天白细胞轻度增多[平均为(14~16)×109/L,偶尔增至25×109/L]。正常怀孕期间血小板计数通常逐渐下降,但一般保持在正常范围之内。妊娠足月时,一定比例的妇女(5%~10%)在未出现任何病理过程情况下血小板计数降至(100~150)×109/L的水平。临床中只有当血小板计数低于100×109/L时,才能诊断为血小板减少。

妊娠期孕妇的凝血系统发生变化,表现为生理性高凝状态(为分娩做准备),某些凝血因子(特别是Ⅷ、Ⅸ和Ⅹ)浓度增加。纤维蛋白原水平上升约50%,但纤溶活性降低。内源性抗凝剂(如抗凝血酶和蛋白质S)的浓度降低。总之,怀孕改变凝血系统的平衡,有利于凝血,但导致孕妇和产后妇女容易发生静脉血栓。

(二)妊娠期铁的需要量增加

怀孕使母体对铁的需求增加了2~3倍,同时血红蛋白合成增加。整个孕期,铁的需求总量共增加约1g,且在怀孕的后半阶段更高,为6~7mg/d,胎儿和胎盘约需要300mg的铁,而母体红细胞质量增加则需要额外的500mg铁,粪便排出约200mg。膳食铁的摄入及母体铁的储备(平均300~500mg)通常不足以满足孕期需要,因而必要时需补充铁剂以避免血红蛋白水平过低。孕期红细胞数量增加因孕妇是否补充铁而有不同,无铁补充者孕期红细胞量较非孕妇女增加18%,而有铁补充者较非孕妇女增加30%。

(三)胎盘生化阀作用与营养素相关的妊娠期血流动力学改变

孕早期血清总蛋白的浓度下降,主要反映为白蛋白的降低,系由于血浆容量增加和蛋白质的合成率改变所致。怀孕最初几周空腹血糖降低。除血脂及维生素E以外,几乎血浆中所有营养素水平于孕期均降低,包括葡萄糖、氨基酸、铁、维生素C、维生素B6、叶酸、生物素等。这些血浆营养素水平的下降不能完全用孕期血容量的逐渐增加使血浆稀释来解释,因为很难解释葡萄糖和多数氨基酸的突然降低;而且血液中各种营养素的降低幅度十分广泛且又各不相同。因此说明有一种可能性,即血浆营养素水平的降低可能与更有利于将营养素转运到胎儿有关。很多营养素的特点是母体血浆营养素水平降低而胎儿血浆营养素水平较高;胎盘组织的营养素水平更高,显示出胎盘明显具有从母体血液循环吸取营养素大量贮存以供给胎儿需要的功能。

胎盘起着生化阀(biochemical valve)的作用,使营养素从母体进入胎盘后运到胎儿而不能再由胎盘渗透回母体。例如水溶性维生素即能主动转运到胎儿,致使母体血中的含量常偏低。

叶酸是嘌呤和嘧啶代谢及DNA合成中必不可少的辅酶,临床上的叶酸缺乏通常出现在快速细胞更新的组织,如造血过程中叶酸缺乏引起巨幼红细胞贫血。随着母体叶酸的消耗,胎儿血中叶酸水平仍可保持正常,而母体则可因叶酸严重缺乏而迅速导致贫血。母体叶酸需求量增加了10~20倍,维生素B12需求量增加了2倍。脂溶性维生素则只能部分通过胎盘,因此孕妇血中的含量较高,例如孕妇血浆中维生素E浓度比未怀孕妇女可增高4倍。某些矿物质如镁也可通过胎盘主动转运,使胎儿血浆镁高于母体血镁的浓度。

二、妊娠期的代谢改变

孕期的代谢活动在大量雌激素(estrogen)、黄体酮(progesterone)及绒毛膜促乳腺生长素等激素的影响下,使母体的合成代谢增加、基础代谢率升高(图2-2)。

图2-2 妊娠期妇女的基础代谢率变化

Sandiford和Wheeler等在20世纪20~30年代进行了基础代谢试验,与基础代谢率比较,新陈代谢作用增强是妊娠期的基本特征,对一小组妇女整个妊娠期研究发现,随着妊娠延长至接近足月,基础代谢率增加约20%。推测增高的代谢作用主要来自胎儿和胎盘的代谢作用,仅有一小部分归因于母体代谢作用增加。足月妊娠时,总代谢活性增加20%,其中约13%归因于妊娠产物。更现代的研究采用耗氧量测定法和间接测热法,中等体型孕妇在孕36周时的耗能约为(8 443±243)kJ/d。但类似体型的非孕、非哺乳期妇女,其耗能约为(6 971±172)kJ/d。尽管近几年的研究采用不同的方法,但与早期结果一致。

妊娠期孕妇的体重增加了约20%。为满足母体的体重增加和胎儿的新陈代谢,需要提供产出建议的每日摄入量的额外能量。根据《中国居民膳食指南(2016)》,孕早期不增加膳食热量,推荐量为1 800kcal/d。孕中期增加300kcal/d,为2 100kcal/d,孕晚期增加450kcal/d,为2 250kcal/d,以弥补胎儿成长和增加母体新陈代谢的额外需求。

孕后半期对碳水化合物、脂肪和蛋白质的利用也有改变,作为胎儿主要能源的葡萄糖可通过胎盘以糖原的形式贮存,并经扩散作用自胎盘转运至胎儿;氨基酸可通过胎盘主动转运;而脂肪酸则可通过胎盘扩散转运到胎儿。接近孕末期足月时,胎儿每日需利用35g葡萄糖、7g氨基酸和1.7g脂肪酸以满足能量需要。孕末期蛋白质分解产物排出减少,以利于合成组织所需的氮储留。

三、妊娠期的消化系统功能改变

妊娠期对胃肠系统生理学产生影响较大,与孕酮对肠道平滑肌的作用有关。孕酮剂量依赖且可逆性抑制平滑肌纤维收缩,有研究者认为孕中期和孕晚期胃肠道运输时间延长。

平滑肌张力作用受抑制导致孕妇产生一系列可能有临床意义的胃肠道症状变化。胃反流的发生率增加,胃酸分泌减少,且常伴有胃灼热,与贲门食管连接处的张力降低及腹腔内压力升高有关。平滑肌作用的降低导致胃和十二指肠排空时间延长,胆囊排空延迟,结肠蠕动降低导致粪便水分去除增加,妊娠期的胃肠胀气、便秘可能与此有关。

妊娠期胆囊疾病的发病率有所增加,肝功能尤其是胆汁运输受潜在影响,但肝功能检测正常。由于胎盘可以产生碱性磷酸酶,因而血液碱性磷酸酶浓度在孕晚期逐渐增加,足月时可能为正常值的2~3倍。

孕早期妇女常有恶心和呕吐,由于经常发生在早晨起床后,通常被称为晨吐。孕早期女性若唾液分泌过多,伴随严重恶心和呕吐,为妊娠呕吐。如果孕妇因频繁呕吐、体液流失、恶心,害怕进食而体重减轻5kg或以上,则可诊断为妊娠呕吐,可通过尿液酸性化学物质(称为酮体)出现来确证。由于呕吐导致无碳水化合物等其他能量物质利用,人体只能依赖分解肌肉蛋白质产生能量,则产生酮体。若酮体检测阳性意味必须立即补充营养、体液和必需化学成分,接受预防性治疗,避免进一步恶化。

对于晨吐及轻度妊娠呕吐且恶心较轻可以采用以下方式处理:睡前或夜间,吃富含蛋白质的食物,如豆类、坚果或奶酪;早晨醒后,吃一些香蕉、干面包、饼干或其他谷物食品;少量多餐,并经常小口喝液体食物。

孕早期对某些营养素如钙、铁、维生素B12及叶酸的吸收能力增强。

四、妊娠期的肾功能改变

妊娠期的主要适应性改变是从孕6周出现全身血管阻力(systemic vascular resistance,SVR)明显下降,SVR 下降40% 并对肾血管产生影响。孕期血浆容量大幅度增加,85%处在静脉循环,肾血容量有所增加,全身血管阻力的大幅下降引起妊娠所特有的动脉充盈状态。

松弛素是由黄体、蜕膜和胎盘产生的肽激素,在孕期血流动力学和水盐代谢的调节中起重要作用。在月经周期的黄体期血清中松弛素浓度升高,受孕后上升至孕早期末达到峰值,孕中期和孕晚期逐渐下降至中间值水平。松弛素刺激内皮素形成,内皮素又通过一氧化氮(nitric oxide,NO)合成介导肾动脉的血管舒张。

与非妊娠女性相比,肾血管扩张引起肾血浆流量和肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)分别增加了 40%~65%及50%~85%。此外,血浆容积增加导致肾小球的渗透压降低,进入和传出小动脉血管阻力降低。因此,尽管肾血浆流量大幅度增加,肾小球静压力仍保持稳定,避免了肾小球高血压。随着GFR升高,血清肌酐和尿素浓度均下降至平均值,分别约为44.2μmol/L和3.2mmol/L。

肾血流量增加使肾脏直径增加1~1.5cm,孕中期增至最大。孕酮降低输尿管张力、蠕动和收缩压力并引起肾脏的解剖学改变,由于输尿管上的机械压力,肾脏、骨盆和肾小管扩张。肾体积的增加与肾血管、间质容积和尿无效腔的增加有关。输尿管及肾盂扩张,超过80%的孕妇发生生理性肾积水。

肾小管对代谢废物和营养素的作用在妊娠期也发生变化,与非孕状态一样,葡萄糖在肾小球中自由过滤,妊娠期肾小管的近端和收集管对葡萄糖重吸收效果不佳,葡萄糖排出改变,约90%血糖水平正常的孕妇每天排泄1~10g的葡萄糖。正常孕妇尿液总蛋白浓度不会增加至正常上限,由于GFR和肾小球毛细血管对白蛋白的通透性增加,蛋白质的排出分数可增加至300mg/d。由于GFR增加和/或肾小管重吸收减少,尿酸排出增加。

妊娠期需排出母体自身与胎儿代谢废物,因此肾脏负担加重。肾小球滤过能力增强,蛋白质代谢产物尿酸、尿素、肌酐排出增多。尿中可出现葡萄糖、氨基酸、水溶性维生素的排出明显增加,尿中叶酸排出量增加一倍。