Дыхание плода осуществляется посредством переноса кислорода из материнской крови, содержащейся в межворсинчатом пространстве, в кровь плода, находящуюся в капиллярах ворсинок, и переноса двуокиси углерода в обратном направлении — от плода к матери. Нормальный обмен этих газов зависит от разницы парциальных давлений в крови матери и плода при условии нормального кровотока по плаценте. Газы имеют тенденцию расширяться, и при увеличении объема создают давление, которое можно измерить в миллиметрах ртутного столба. Так, давление, создаваемое газами в атмосфере на уровне моря, равно 760 мм рт. ст. В любой смеси различных газов давление, создаваемое каждым из них, называется парциальным давлением этого газа. Сумма парциальных давлений каждого из входящих в смесь газов равна полному давлению, создаваемому этой газовой смесью. Парциальное давление любого газа изображается символом Р (или р), ставящимся перед химической формулой этого газа.
Парциальные давления кислорода и двуокиси углерода записываются соответственно Ро2 и Рсо. В условиях нормального плацентарного кровообращения направление движения газов определяется разностями парциальных давлений этих газов Ро2, Рсо3, существующими между материнской и плодной кровью. Перенос газов осуществляется в соответствии с градиентами давления, а именно — от более высокого давления к более низкому. Следует учесть, что диффузионная способность двуокиси углерода выше таковой кислорода.Захват кислорода и отдача двуокиси углерода плодной кровью отражают измерения. Влияние градиентов парциального давления можно оценить, что вследствие высокого Ро2 материнской крови, содержащейся в межворсинчатом пространстве, кислород диффундирует в систему кровообращения плода с более низким напряжением, поднимая Ро2 с 16 мм рт. ст. в пупочной артерии до 29 мм рт. ст. в крови, возвращающейся к плоду через пупочную вену, т. е. перенос кислорода происходит от матери к плоду.
Диффузия двуокиси углерода происходит от плода к матери, так как Рсо2 в межворсинчатом пространстве (38 мм рт. ст. в материнской крови) ниже, чем в пупочной артерии (46 мм рт. ст. в крови плода). В результате этого наблюдается снижение Рсо2 в пупочной вене (42 мм рт. ст.) по сравнению с Рсо, в пупочной артерии (46 мм рт. ст.). Поддержание этих градиентов давления обеспечивается нормальным газовым составом материнской крови и нормальным кровообращением у матери и плода. Ряд состояний, вызывающих изменения газового состава материнской крови, может нарушить газообмен в межворсинчатом пространстве. Так, например, при тяжелой пневмонии, астме, сердечной недостаточности и остановке дыхания во время судорожных приступов (эпилепсия, эклампсия) у матери может развиться гипоксемия, которая опасна для плода. Ослабление притока крови к межворсинчатому пространству мо«-жет произойти в результате развившегося у матери шока или застойной недостаточности сердца. Слишком сильные и частые сокращения матки во время родов или сдавленно нижней полой вены тяжелой маткой, в положении матери на спине (синдром нижней полой вены), также могут серьезно нарушить кровообращение в плаценте и вызвать гипоксемию у плода.