Moderkakan är ett organ som inte bara utvecklats många gånger bland många olika djurgrupper, utan är även nödvändigt för att vi skall kunna föda välutvecklade ungar

Moderkakan kommer du förhoppningsvis ihåg från skolans biologilektioner. Den fungerar som en brygga mellan moderns och fostrets blodomlopp, och är typiskt för den grupp djur som kallas Placentalia, den dominerande gruppen bland däggdjuren (de övriga är kloakdjuren och pungdjuren). Men vad vet du egentligen om moderkakan?

Någon form av moderkaka har utvecklats hos samtliga ryggradsdjur utom fåglarna1 även om inte alla arter har en moderkaka. Den är alltså ett exempel på konvergent evolution , när flera olika grupper på egen hand utvecklar ett organ som fyller samma funktion, på ungefär samma sätt, men utan att bygga på varandra (ungefär som vingarna hos en fladdermus, fågel och insekt: de löser samma problem med likande slutresultat, men på lite olika sätt). När det befruktade ägget skall leva en längre tid inne i modern måste det på något sätt förses med näring, oftast antingen från egna förråd (oftast gulan) eller få det från modern. För att lösa detta måste ett antal hinder överbryggas, och nya möjligheter uppkommer i samband med detta.

Många evolutionära lösningar

Broskfiskar föder oftast levande ungar, men löser näringsproblematiken på olika sätt. För vissa är det en stor äggula som helt förser ungen med näring, medan andra, t.ex. tigerhajen, låter ungarna äta varandra och ofertiliserade ägg under fostertiden. Andra arter däremot skapar en form av moderkaka: när gulsäcken och dess innehåll har förbrukats utvecklas den till ett navelsträngs- och moderkaksliknande organ.

Även vissa fiskar som t.ex. sjöhästar bildar strukturer där den fosterbärande individen (hos sjöhästar bär hanen på fostret) förser foster med näring∵ I sjöhästarnas fall innebär detta att utrymmet där fostret växter har en tunn, kraftigt veckad och blodkärlsrik vägg som ger stora möjligheter till utbyte av näringsämnen.

Hos de groddjur som föder levande ungar har det utvecklats ett antal olika strategier, där grodynglen utvecklas i faderns mun, i moderns magsäck eller i huden på ryggen. För vissa innebär detta att det bildas en särskild behållare på ryggen. I denna behållare ligger väggen när grodynglens gälar, och de förses den vägen med näring. Detta är kanske inte den klassiska typen av moderkaka, men det är “en struktur som möjliggör ett utbyte av näring mellan modern och fostret”, som av många anses vara den mest allmänna definitionen av en moderkaka.

Det finns åtminstone 25 grupper av kräldjur som föder levande ungar, och alla de måste på något sätt förse fostret med näring. Hos vissa sker detta helt genom att ett ägg “ruvas” internt, men hos många andra finns det mer eller mindre utvecklade strukturer för att förse fostret med näring. Oftast är dessa relativt enkla men hos en afrikanske skink (Trachylepis ivensi) är sammankopplingen i det närmaste lika invasiv som hos däggdjurens2.

Däggdjuren, med undantag för det äggläggande näbbdjuren och de fem kvarvarande arterna av myrpiggsvin har samtliga däggdjur någon form av moderkaka. ofta pratar man om moderkaksdjur i motsats till pungdjur, men pungdjuren har också en moderkaka. Denna finns dock bara under en kort period, och dessa föder som bekant relativt outvecklade ungar.

Bland däggdjuren skiljer man mellan ytliga och invasiva moderkakor, där de senare har en sätt sammanväxt område där moderns och fostrets blodomlopp möts. Exempel på djur med en ytlig, icke-invasiv moderkaka är grisar, hästar, får och kok, medan t.ex. människor, gnagare och apor har en invasiv moderkaka34.

Olika typer av moderkakor hos
däggdjur
Olika typer av moderkakor. A En skivformad moderkaka av den typ som t.eẋ. människor bildar, B en moderkaka i formen av ett band eller zon, som återfinns hos hund, katt, björnar och elefanter. C punktformiga hos kor, hjortar och getter och D diffusa som återfinns hos t.ex. hästar, grisar, delfiner och känguru Bildkälla: Johnsson 20073

Tre huvudsakliga funktioner

Man brukar dela i moderkakans arbete i tre delar:

  1. Det förser fostret med syre och andra näringsämnen, samt transporterar på samma gång bort slaggprodukter från fostret.
  2. Det tillverkar hormoner som krävs för att graviditeten skall forlöpa som den skall.
  3. Det skyddar fostret från moderns immunförsvar.

Alla dessa tre funktioner är livsviktiga för fostret.

Utveckling

Pre-embryots blastocyst får i början sin näring från vätskan i livmodern, men för människa är denna period tämligen kort (7-9 dagar efter ägglossningen)3. Därefter börjar – hos arter med en invasiv moderkaka – cellagret att bryta ned och blodkärl från fostret omgivas av blod från modern.

En blandning av moderns och fostrets celler

Vävnaderna i moderkakan härstammar, vilket kanske inte är särskilt förvånande, från två källor: fostret och modern. Det består alltså av både celler som utvecklats från fostrets blastocyst och de som härstammar från livmoderns vägg.

Hos människa väger en moderkaka ca 0,5 kg, och är en 2–2,5 tjock skiva med en diameter på lite drygt 20 cm. I den finns de fina blodkärlen – chorionic villi –från fostret endast avgränsas från moderns blod av 3–4 lager celler. Den utvecklas gradvis under hela graviditeten, och är fullt utvecklad efter de första tre månaderna, men fortsätter att växa under hela graviditeten.

Fostrets blodkärl bildar ett tätt och kraftigt förgrenat nätverk, som omges av moderns blod (ungefär 6-700 ml av moderns blod passerar moderkakan varje minut).

De flesta vävnader inne i kroppen är sterila, i och med att de inte innehåller några bakterier, men man har på senare år visat att moderkakan normalt är hem till en varierande flora av mikroorganismer, och det pågår forskning för att avgöra vilken, om någon, effekt denna mikrobiom har på fosterutveckling och graviditet∵

Cirkulation

Eftersom fostrets blodkärl i moderkakan befinner sig i ett bad av blod från modern kan ett stort antal olika ämnen passera de tunna blodkärlsväggarna, och därmed sammanbinda blodomloppen. Det uppenbara som syre och koldioxid, samt socker, lipider och aminosyror. Denna transport sker både aktivt, med kanaler som pumpar dem åt rätt håll, och passivt genom diffusion. Slaggprodukter från fostret passerar åt andra hållet genom diffusion.

Antikroppar (IgG) kan passera mellan fostret och modern, och ger därmed det förra ett skydd mot infektioner under tiden i livmodern. Antikroppar kan överleva i månader i blodomloppet, och detta skydd sträcker sig alltså in i perioden efter förlossningen.

Livsviktiga hormoner

Hur vet en kvinnas kropp att den är gravid, att den inte skall ha en menstruation? Svaret på den frågan är hCG: human Chorionic Gonadotropin: om moderkakan inte frigjorde detta skulle det ske en spontan abort (det är för övrigt hCG som mäts i ett graviditetstest). Även hormonerna progesteron och östrogen är inblandat i moderkakans funktioner .

Moderkakan är ett organ med en mycket rik produktion av hormoner, som agerar både inom moderkakan och intergerar med resten av kvinnans och fostrets kroppar. Den påverkas också av hormoner utifrån, i ett komplext samspel. En ofullständig lista inkluderar förutom ovanstående GnRH, CRF, ACTH, oxytocin och vasopressin 3.

Skydd mot moderns immunförsvar

Vårt immunförsvar är oerhört bra på att känna igen celler från en annan individ (detta är en av de viktigaste faktorerna som gör organdonation så svårt), och om kvinnans immunförsvar fick möjlighet skulle det attackera fostret. Detta undviks på i huvudsak två sätt

  • fostret har celler som släpper ut ämnen som minskar aktiviteten hos cytotoxiska T-celler
  • moderkakan frigör ett ämne som förhindrar att immunförsvaret hittar fostret. Detta är för övrigt samma typ av ämnen som parasiter använde för att skydda sig från immunförsvaret.

Sammanfattning

Moderkakan är ett organ som inte bara utvecklats många gånger bland många olika djurgrupper, utan är även nödvändigt för att vi skall kunna föda välutvecklade ungar. Dess blandade evolutionära bakgrund har gett upphov till ett flertal olika utseende och detaljfunktion. Hos människa förser det inte bara fostret med näring och syre, det hjälper även till med eliminationen av slaggprodukter. Därtill producerar det hormoner som är essentiella för att upprätthålla graviditeten, och skyddar även fostret från moderns immunsystem. För människa är en väl fungerande moderkaka nödvändig för fostrets hälsa och graviditetens normala utveckling.


Källor

  1. Roberts, R. M.; Green, J. A. & Schulz, L. C. The Evolution of the Placenta Reproduction (Cambridge, England), 2016, 152, R179-R189 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5033709/ 

  2. Blackburn, D. & F. Flemming, A. Reproductive specializations in a viviparous African skink: Implications for evolution and biological conservation Herpetological Conservation and Biology, 2010, 5, 263-270 

  3. Johnson, M. H. Essential Reproduction, 6th ed, Wiley-Blackwell, 2007  2 3 4

  4. Lee, K. Y. & DeMayo, F. J. Animal models of implantation Reproduction, 2004, 128, 679-695 http://www.reproduction-online.org/content/128/6/679.short