태반의 형성과 발달

태반은 태아의 호흡, 영양 공급, 배설을 담당하는 기관입니다. 태반은 산모의 정상적인 생명 활동을 보장하고 태아를 산모의 면역 공격으로부터 보호하여 거부 반응을 예방하는 호르몬을 분비하며, 여기에는 모체의 G형 면역글로불린(IgG) 통과도 포함됩니다.

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태반의 발달

착상 후, 영양막은 빠르게 성장하기 시작합니다. 착상의 완전성과 깊이는 영양막의 용해 및 침습 능력에 달려 있습니다. 또한, 임신 초기 단계에서 영양막은 hCG, PP1 단백질, 그리고 성장 인자를 분비하기 시작합니다. 1차 영양막에서 두 종류의 세포가 분리됩니다. 세포영양막(내층)과 합포영양막(외층)으로, 심플라스트(symplast) 형태로 존재하며, 이 층은 "원시" 또는 "융모전형"이라고 합니다. 일부 연구자들에 따르면, 이러한 세포들의 기능적 특화는 이미 융모전형 시기에 드러납니다. 합포영양막이 모체 모세혈관과 정맥동혈관 벽을 손상시켜 자궁내막 심부로 침윤하는 특징을 보인다면, 원시 세포영양막은 파괴된 모세혈관에서 모체 적혈구가 자궁내막으로 유입되는 공동을 형성하면서 단백질 분해 활성을 보이는 특징이 있습니다.

따라서 이 시기에는 모체 적혈구로 가득 찬 수많은 공간과 파괴된 자궁샘의 분비물이 함몰된 배반포 주변에 나타납니다. 이는 초기 태반 발달의 융모전단계 또는 열공단계에 해당합니다. 이 시기에 내배엽 세포에서 활발한 재구조화가 일어나고, 배아 본배와 배아외배 형성, 양막 및 난황낭 형성이 시작됩니다. 원시 세포영양막세포의 증식은 합포영양막층으로 덮인 세포 기둥 또는 일차융모를 형성합니다. 일차융모의 출현 시기는 첫 월경이 없는 시기와 일치합니다.

발달 12~13일째에 1차 융모가 2차 융모로 변형되기 시작합니다.발달 3주차에 융모의 혈관 형성 과정이 시작되어 2차 융모가 3차 융모로 변형됩니다.융모는 합포영양막의 연속층으로 덮여 있으며, 기질에는 중간엽 세포와 모세관이 있습니다.이 과정은 배아낭(초음파 데이터에 따르면 고리 모양의 융모막)의 전체 둘레를 따라 이루어지지만, 융모가 착상 부위와 접촉하는 곳에서 더 많이 일어납니다.이때 임시 기관 층은 배아낭 전체가 자궁 내강으로 돌출되도록 합니다.따라서 임신 1개월 말에는 배아 혈액 순환이 확립되고, 이는 배아 심장 박동의 시작과 일치합니다. 태아에서 상당한 변화가 일어나고, 중추 신경계의 기초가 형성되고, 혈액 순환이 시작됩니다. 단일 혈역학 시스템이 형성되며, 이는 임신 5주차에 완료됩니다.

임신 5주에서 6주 사이에는 태반이 매우 집중적으로 형성됩니다. 이는 배아의 성장과 발달을 보장하는 데 필수적이며, 이를 위해서는 무엇보다도 태반 형성이 필수적입니다. 따라서 이 시기에는 태반의 발달 속도가 배아의 발달 속도를 앞지릅니다. 이때 발달 중인 합포영양막은 자궁근층의 나선 동맥에 도달합니다. 자궁-태반 혈류 및 태반-배아 혈류의 형성은 집중적인 배아 발생의 혈역학적 기초가 됩니다.

태반의 추가 발달은 융모간 공간의 형성에 의해 결정됩니다. 증식하는 합포영양막세포(syncytiotrophoblast)와 세포영양막세포(cytotrophoblast)는 나선 동맥을 감싸고 있으며, 나선 동맥은 전형적인 자궁태반 동맥으로 변합니다. 태반 순환으로의 전환은 임신 7~10주에 일어나 14~16주에 완료됩니다.

따라서 임신 첫 3개월은 태반세포의 활발한 분화, 융모막의 형성과 혈관신생, 태반의 형성, 그리고 태아와 모체의 연결이 일어나는 기간입니다.

태반은 배란 후 70일째에 완전히 형성됩니다. 임신 말기에는 태반의 질량이 태아 체중의 V가 됩니다. 태반 내 혈류량은 분당 약 600ml입니다. 임신 중에는 태반이 "노화"되며, 융모에 칼슘이 침착되고 표면에 피브린이 축적됩니다. 당뇨병이나 레서스균 감염 시 과도한 피브린 축적이 관찰될 수 있으며, 그 결과 태아의 영양 상태가 악화됩니다.

태반은 태아의 임시 기관입니다. 발달 초기 단계에서 태반 조직은 배아 자체 조직보다 더 빠른 속도로 분화합니다. 이러한 비동기적 발달은 적절한 과정으로 간주되어야 합니다. 결국 태반은 모체와 태아의 혈류를 분리하고, 면역 면역을 생성하며, 태아의 스테로이드 합성 및 기타 대사적 필요를 충족해야 합니다. 이후 임신 과정은 이 단계의 안정성에 달려 있습니다. 태반 형성 과정에서 영양막 세포 침윤이 충분하지 않으면 불완전 태반이 형성되어 유산이나 태아 발달 지연이 발생할 수 있습니다. 불완전 태반 형성 시 임신 후반기 중독증이 발생하고, 너무 깊이 침윤하면 유착 태반이 발생할 수 있습니다. 태반 형성 및 기관 형성 시기는 임신 발달에 가장 중요한 시기입니다. 이러한 시기의 정확성과 안정성은 모체 신체의 여러 변화를 통해 보장됩니다.

임신 3개월과 4개월 말에는 착상 부위의 융모가 급격히 성장하고, 그 바깥쪽 융모도 퇴화되기 시작합니다. 충분한 영양을 공급받지 못하면 자라나는 태아낭의 압력을 받아 상피가 소실되고 경화되는데, 이는 매끄러운 융모막 형성 단계입니다. 이 시기에 태반이 형성되는 형태학적 특징은 어두운 융모 세포영양막의 출현입니다. 어두운 세포영양막 세포는 높은 수준의 기능적 활동을 합니다. 융모 기질의 또 다른 구조적 특징은 모세혈관이 상피 덮개에 접근하는 것으로, 상피-모세혈관 거리가 감소하여 신진대사가 촉진됩니다. 임신 16주차에 태반과 태아의 질량이 같아집니다. 이후 태아가 태반의 질량을 빠르게 추월하며, 이러한 경향은 임신 말기까지 지속됩니다.

임신 5개월차에는 두 번째 세포영양막 침윤이 발생하여 나선동맥의 내강이 확장되고 자궁-태반 혈류량이 증가합니다.

임신 6~7개월이 되면 더욱 분화된 유형으로 발달하고, 융모 모세혈관 주변 세포의 기질에 있는 합포양막세포와 섬유아세포의 높은 합성 활동이 유지됩니다.

임신 3기에는 태반의 질량이 크게 늘어나지 않습니다. 태반은 복잡한 구조적 변화를 겪으며 태아의 증가하는 요구와 태반의 질량이 크게 늘어나는 것을 충족시킵니다.

태반 질량의 가장 큰 증가는 임신 8개월에 관찰됩니다. 모든 태반 구성 요소의 구조적 합병증, 융모의 상당한 분지화 및 태반의 형성이 관찰됩니다.

임신 9개월차에는 태반 질량 성장 속도가 둔화되고, 이는 37~40주에 더욱 심해집니다. 융모 사이에 매우 강한 혈류를 가진 뚜렷한 소엽 구조가 관찰됩니다.

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태반, 탈락막 및 태아막의 단백질 호르몬

임신 중에는 태반에서 주요 단백질 호르몬이 생성되는데, 각 호르몬은 특정 뇌하수체나 시상하부 호르몬에 해당하며 유사한 생물학적, 면역학적 특성을 갖습니다.

임신 중 단백질 호르몬

태반에서 생성되는 단백질 호르몬

시상하부 유사 호르몬

• 생식선자극호르몬 방출호르몬
• 부신피질자극호르몬 방출 호르몬
• 갑상선 자극 호르몬 방출 호르몬
• 소마토스타틴

뇌하수체 유사 호르몬

• 인간융모막성선자극호르몬
• 태반 락토겐
• 인간 융모막 부신피질자극호르몬
• 부신피질자극호르몬

성장인자

• 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1)
• 상피 성장 인자(EGF)
• 혈소판 유래 성장 인자(PGF)
• 섬유아세포 성장 인자(FGF)
• 형질전환 성장 인자 P(TGFP)
• 인히빈
• 액티빈

사이토카인

• 인터루킨-1(IL-1)
• 인터루킨-6(IL-6)
• 집락자극인자 1(CSF1)

임신 특이 단백질

• 베타1,-당단백질(SP1)
• 호산구 염기성 단백질 pMBP
• 가용성 단백질 PP1-20
• 막 결합 단백질 및 효소

어머니가 생성하는 단백질 호르몬

탈락막 단백질

• 프로락틴
• 릴렉신
• 인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질 1(IGFBP-1)
• 인터루킨 1
• 집락자극인자 1(CSF-1)
• 프로게스테론 관련 자궁내막 단백질

뇌하수체 삼중 호르몬은 인간융모성선자극호르몬(hCG), 인간융모성소아유방자극호르몬(HS), 인간융모성갑상선자극호르몬(HT), 그리고 태반부신피질자극호르몬(PCT)에 해당합니다. 태반은 ACTH와 유사한 펩타이드를 생성하며, 시상하부 호르몬과 유사한 분비 호르몬(성선자극호르몬방출호르몬(GnRH), 부신피질자극호르몬방출호르몬(CRH), 갑상선자극호르몬방출호르몬(TRH), 그리고 소마토스타틴)도 생성합니다. 태반의 이러한 중요한 기능은 hCG와 여러 성장인자에 의해 조절되는 것으로 알려져 있습니다.

인간 융모성 성선자극호르몬(HGH)은 임신 호르몬으로, 당단백질이며 LH와 작용 방식이 유사합니다. 모든 당단백질과 마찬가지로 알파와 베타의 두 사슬로 구성되어 있습니다. 알파 소단위체는 모든 당단백질과 거의 동일하며, 베타 소단위체는 각 호르몬마다 고유합니다. 인간 융모성 성선자극호르몬은 합포영양막에서 생성됩니다. 알파 소단위체 합성을 담당하는 유전자는 6번 염색체에 위치하고, LH의 베타 소단위체에 대한 유전자는 19번 염색체에 하나, hCG의 베타 소단위체에 대한 유전자는 19번 염색체에 6개 있습니다. 아마도 이것이 hCG의 베타 소단위체의 고유성을 설명할 수 있는데, 수명이 약 24시간인 반면, 베타 황체형성호르몬(LH)의 수명이 2시간을 넘지 않기 때문입니다.

인간 융모성 성선자극호르몬은 성 스테로이드, 사이토카인, 방출 호르몬, 성장 인자, 인히빈, 액티빈의 상호작용으로 생성됩니다. 인간 융모성 성선자극호르몬은 배란 후 8일째, 착상 후 1일에 나타납니다. 인간 융모성 성선자극호르몬은 다양한 기능을 합니다. 임신 7주까지 황체의 발달과 기능을 지원하고, 태아의 스테로이드, 부신 태아 영역의 DHEAS, 남성 태아의 고환에서 테스토스테론 생성에 관여하며, 태아의 성별 형성에도 관여합니다. 인간 융모성 성선자극호르몬 유전자의 발현은 태아 조직, 즉 신장과 부신에서 발견되는데, 이는 인간 융모성 성선자극호르몬이 이러한 기관의 발달에 관여함을 시사합니다. 면역억제 특성을 가지고 있으며, 모체의 면역 체계에 이질적인 태아의 거부 반응을 예방하는 "혈청 차단 특성"의 주요 성분 중 하나로 여겨집니다. 인간 융모성 성선자극호르몬 수용체는 자궁근층과 자궁근층 혈관에서 발견되며, 이는 인간 융모성 성선자극호르몬이 자궁 조절 및 혈관 확장에 역할을 한다는 것을 시사합니다. 또한, 인간 융모성 성선자극호르몬 수용체는 갑상선에서도 발현되며, 이는 인간 융모성 성선자극호르몬의 갑상선 자극 활성을 설명합니다.

인간융모성선자극호르몬(HGH)의 최대치는 임신 8~10주(100,000 IU)에 관찰되고, 이후 서서히 감소하여 16주에 10,000~20,000 IU/I로, 임신 34주까지 이 수준을 유지합니다. 34주에는 많은 사람들이 두 번째 인간융모성선자극호르몬(HGH) 최고치를 관찰하지만, 그 의미는 불분명합니다.

태반 락토겐(융모막 소마토-유방자극호르몬이라고도 함)은 합포영양막에서 합성되는 성장호르몬과 생물학적, 면역학적으로 유사합니다. 이 호르몬의 합성은 착상 시점부터 시작되며, 태반의 질량에 따라 농도가 증가하여 임신 32주에 최고 농도에 도달합니다. 임신 말기에는 이 호르몬의 일일 생산량이 1g 이상입니다.

Kaplan S. (1974)에 따르면, 태반 락토겐은 태아에게 영양 기질을 제공하는 주요 대사 호르몬이며, 임신이 진행됨에 따라 그 필요성이 증가합니다. 태반 락토겐은 인슐린 길항제입니다. 케톤체는 태아의 중요한 에너지원입니다. 케톤 생성 증가는 태반 락토겐의 영향으로 인슐린 효율이 감소한 결과입니다. 이와 관련하여 모체의 포도당 이용이 감소하여 태아에게 포도당이 지속적으로 공급됩니다. 또한, 태반 락토겐과 함께 인슐린 수치가 증가하면 단백질 합성이 증가하고 IGF-I 생성이 촉진됩니다. 태아의 혈액에는 태반 락토겐이 거의 없습니다(모체 양의 1-2%). 그러나 태아의 대사에 직접적인 영향을 미칠 가능성을 배제할 수 없습니다.

"인간 융모막 성장 호르몬" 또는 "성장 호르몬" 변이체는 합포영양막(syncytiotrophoblast)에서 생성되며, 임신 2기(secondary)에 산모의 혈액에서만 분비되고 36주까지 증가합니다. 태반 락토겐과 마찬가지로 IGFI 수치 조절에 관여하는 것으로 알려져 있으며, 생물학적 작용은 태반 락토겐과 유사합니다.

태반은 뇌하수체 및 시상하부의 호르몬과 매우 유사한 다수의 펩타이드 호르몬, 즉 인간융모성갑상선자극호르몬, 인간융모성부신피질자극호르몬, 인간융모성성선자극호르몬방출호르몬을 생성합니다. 이러한 태반 인자의 역할은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 시상하부 및 뇌하수체 유사체와 동일한 효과를 나타내는 측분비(paracrine) 작용을 할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 태반 부신피질자극호르몬 방출호르몬(CRH)에 대한 문헌들이 많이 발표되었습니다. 임신 중에는 분만 시점에 혈장 내 CRH가 증가합니다. 혈장 내 CRH는 CRH 결합 단백질과 결합하며, 이 단백질의 농도는 임신 마지막 몇 주까지 일정하게 유지됩니다. 이후 농도가 급격히 감소하고, 이와 관련하여 CRH가 현저하게 증가합니다. CRH의 생리적 역할은 완전히 밝혀지지 않았지만, 태아에서 CRH는 ACTH 수치를 자극하고 이를 통해 스테로이드 생성에 기여합니다. CRH는 분만 유도에도 관여하는 것으로 추정됩니다. 자궁근층에는 CRH 수용체가 존재하지만, 작용 기전상 CRH는 자궁근층의 수축이 아닌 이완을 유발하는데, 이는 CRH가 세포 내 고리형 아데노신 일인산(cAMP)을 증가시키기 때문입니다. CRH 수용체의 동형체 또는 결합 단백질의 표현형이 자궁근층에서 변화하여 인지질분해효소를 자극하여 세포 내 칼슘 수치를 높이고, 그로 인해 자궁근층의 수축 활동을 유발할 수 있다고 믿어진다.

태반은 단백질 호르몬 외에도 다량의 성장인자와 사이토카인을 생성합니다. 이러한 물질들은 태아의 성장과 발달, 그리고 모체와 태아 간의 면역 관계를 유지하여 임신 유지에 필수적입니다.

인터루킨-1베타는 탈락막에서 생성되고, 콜로니 자극 인자 1(CSF-1)은 탈락막과 태반에서 생성됩니다. 이러한 인자는 태아 조혈에 참여합니다. 인터루킨-6, 종양 괴사 인자(TNF), 인터루킨-1베타는 태반에서 생성됩니다. 인터루킨-6, TNF는 융모막 성선 자극 호르몬 생성을 자극하고, 인슐린 유사 성장 인자(IGF-I 및 IGF-II)는 임신 발달에 참여합니다. 성장 인자와 사이토카인의 역할에 대한 연구는 임신 중 내분비 및 면역 관계 연구에 새로운 시대를 열었습니다. 임신의 근본적으로 중요한 단백질은 인슐린 유사 성장 인자 결합 단백질(IGFBP-1베타)입니다. IGF-1은 태반에서 생성되며 태반을 통해 태아에게 영양 기질의 전달을 조절하여 태아의 성장과 발달을 보장합니다. IGFBP-1은 탈락막에서 생성되며, IGF-1과 결합하여 태아의 발달과 성장을 억제합니다. 태아 체중과 발달 속도는 IGF-1과 직접적인 상관관계를 가지며, IGFBP-1과는 반비례합니다.

상피세포성장인자(EGF)는 영양막에서 합성되며, 세포영양막이 합포영양막으로 분화하는 데 관여합니다. 태반에서 분비되는 다른 성장인자로는 신경성장인자, 섬유아세포성장인자, 형질전환성장인자, 혈소판유래성장인자가 있습니다. 인히빈과 액티빈은 태반에서 생성됩니다. 인히빈은 합포영양막에서 생성되며, 그 합성은 태반 프로스타글란딘 E와 F2에 의해 자극됩니다.

태반 인히빈과 액티빈의 작용은 난소 인히빈과 유사합니다. 이들은 GnRH, hCG, 스테로이드 생성에 관여합니다. 액티빈은 이들의 생성을 자극하고 인히빈은 이들의 생성을 억제합니다.

태반과 탈락막의 활성소와 인히빈은 임신 초기에 나타나며 배아 발생과 국소 면역 반응에 관여하는 것으로 보입니다.

임신 단백질 중 가장 잘 알려진 것은 SP1 또는 베타1-당단백질 또는 영양막 특이 베타1-당단백질(TSBG)로, 1971년 Yu.S. Tatarinov가 발견했습니다. 이 단백질은 태반 락토겐처럼 임신 중에 증가하며 영양막의 기능적 활동을 반영합니다.

호산구성 염기성 단백질 pMBP - 생물학적 역할은 불분명하지만, 호산구에서 이 단백질의 특성과 유추하여 해독 및 항균 효과가 있는 것으로 추정됩니다. 이 단백질은 자궁의 수축성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.

가용성 태반 단백질은 분자량과 생화학적 아미노산 조성이 서로 다르지만 공통적인 특성을 가진 단백질군을 포함합니다. 즉, 태반과 태반-태아 혈류에서 발견되지만 산모의 혈액으로 분비되지 않습니다. 현재 30종이 존재하며, 주로 태아에게 물질을 전달하는 역할을 합니다. 이러한 단백질의 생물학적 역할은 현재 집중적으로 연구되고 있습니다.

모체-태반-태아 시스템에서 혈액의 유동학적 특성을 보장하는 것은 매우 중요합니다. 융모간 공간의 넓은 접촉면과 느린 혈류에도 불구하고, 혈액은 혈전 생성을 일으키지 않습니다. 이는 응고제와 항응고제 복합체에 의해 방지됩니다. 주된 역할은 모체 혈소판에서 분비되는 트롬복산(TXA2)이 담당하는데, 이는 모체 혈액 응고를 활성화하는 물질이며, 합포영양막세포의 정단막에 있는 트롬빈 수용체도 역시 트롬빈 수용체에 의해 촉진되어 모체 피브리노겐을 피브린으로 전환시킨다. 응고 인자와는 대조적으로, 합포영양막 미세융모 표면에 있는 아넥신 V, 모체 혈액과 융모 상피의 경계에 있는 프로스타사이클린과 일부 프로스타글란딘(PG12와 PGE2)을 포함한 항응고 시스템이 존재하며, 이들은 혈관 확장 효과 외에도 항혈소판 효과가 있다. 또한, 항혈소판 특성을 가진 여러 다른 인자가 발견되었지만, 이들의 역할은 아직 연구되지 않았다.

태반의 종류

변연 부착 - 탯줄이 측면에서 태반에 부착됩니다. 전정 부착(1%) - 탯줄 혈관이 태반에 부착되기 전에 합포모세혈관막을 통과합니다. 이러한 혈관이 파열되면(전치태반 혈관처럼) 태아 순환계에서 혈액 손실이 발생합니다. 부태반(태반 유정뇨증)(5%)은 주태반과 분리되어 위치한 추가적인 소엽입니다. 추가적인 소엽이 자궁에 남아 있으면 산후 출혈이나 패혈증이 발생할 수 있습니다.

막성 태반(placenta membranacea)(1/3000)은 태아를 둘러싸고 자궁강의 대부분을 차지하는 얇은 벽의 주머니입니다. 자궁 하부에 위치하는 이러한 태반은 산전 출혈을 유발하기 쉽습니다. 태아 분만 시 분리되지 않을 수도 있습니다. 유착태반은 태반의 일부 또는 전부가 자궁벽에 비정상적으로 유착되는 것을 말합니다.

전치태반

태반은 자궁 아랫부분에 위치합니다. 전치태반은 큰 태반(예: 쌍둥이), 자궁 기형 및 근종, 자궁 손상(다태아 출산, 제왕절개를 포함한 최근 수술) 등의 질환과 관련이 있습니다. 임신 18주부터는 초음파 검사를 통해 아랫부분에 위치한 태반을 확인할 수 있으며, 이 태반들은 대부분 분만 시작 시 정상 위치로 이동합니다.

I형에서는 태반의 가장자리가 내구에 도달하지 않습니다.II형에서는 도달하지만 내부에서 내구를 덮지 않습니다.III형에서는 자궁 경부가 닫혔을 때만 내구가 태반에 의해 안쪽에서 덮이고, 자궁 경부가 확장되었을 때는 덮이지 않습니다.IV형에서는 내구가 태반에 의해 안쪽에서 완전히 덮입니다.태반 위치 이상의 임상적 증상은 산전 기간(산전)에 출혈이 될 수 있습니다.태반이 과도하게 늘어났을 때, 과도하게 늘어난 아랫부분이 출혈의 원인이거나 태아의 머리가 삽입되지 않는 경우(선진부의 높은 위치로)입니다.이러한 경우의 주요 문제는 출혈과 분만 방법과 관련이 있는데, 태반이 자궁 입구를 막고 분만 중에 떨어지거나 부착될 수 있기 때문입니다(5%의 경우).특히 이전 제왕절개(24% 이상의 경우) 후에는 더욱 그렇습니다.

태반 기능을 평가하는 검사

태반은 프로게스테론, 인간 융모막 성선 자극 호르몬, 인간 태반 락토겐을 생성합니다. 후자 호르몬만이 태반의 건강에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 임신 30주 이후에 농도가 4μg/ml 미만이면 태반 기능이 손상되었음을 시사합니다. 태아/태반 시스템의 건강은 소변에서 총 에스트로겐 또는 에스트리올의 일일 배설량을 측정하거나 혈장에서 에스트리올을 측정하여 모니터링합니다. 태반에서 합성된 프레그네놀론은 이후 태아의 부신과 간에서 대사되고, 다시 태반에서 에스트리올 합성에 사용됩니다. 산모에게 심각한 간 질환이나 간내 담즙 정체가 있거나 항생제를 복용하는 경우 소변과 혈장의 에스트라디올 함량이 낮을 것입니다. 어머니의 신장 기능이 저하된 경우 소변의 에스트라디올 수치는 낮아지고 혈액에서는 증가합니다.