Das Dilemma der menschlichen Geburt und des Beckenbodens

Im Gegensatz zu den meisten Tieren ist der Geburtsvorgang beim Menschen ungewöhnlich langwierig und schmerzhaft. Ohne medizinische Hilfe kann er zu ernsthaften Verletzungen und sogar zum Tod von Mutter und Baby führen. Die Schwierigkeit liegt vor allem in dem sehr engen mütterlichen Geburtskanal relativ zum großen Kopf des Kindes. Es bleibt rätselhaft, warum die Evolution nicht zu einem breiteren Geburtskanal geführt hat, um damit die Geburt zu erleichtern. In Anbetracht der hohen Kaiserschnittraten hat diese Frage auch in industrialisierten Ländern hohe gesundheitliche Relevanz. Es wird angenommen, dass der relative enge Geburtskanal darauf zurück zu führen ist, dass das Becken einerseits für die Geburt und andererseits auch für den aufrechten Gang angepasst sein muss der Ursprung des sogenannten obstetrischen Dilemmas. In diesem Projekt testen wir eine alternative Hypothese: Die Evolution des Geburtskanals entstammt dem Konflikt zwischen den Funktionen des Beckens als Geburtskanal aber auch als Unterstützung des Beckenbodens. Bei aufrechtgehenden Menschen muss der Beckenboden den von oben kommenden Druck der inneren Organe und des Fötus widerstehen. Beckenbodenstörungen bei Frauen sind daher häufig, wobei die medizinische Literatur Hinweise gibt, dass diese Störungen auch von den Dimensionen des Beckens beeinflusst werden. Zum ersten Mal werden wir diese Hypothese mit einer neuartigen Kombination von Methoden aus den medizinischen Bildgebung, Biostatistik und Biomechanik testen. Basierend auf dreidimensionaler medizinischer Bildgebung werden wir ein detailliertes geometrisches Modell des Beckenbodens entwerfen, inklusive Muskeln, Bändern und Sehnen. Mit Druckwerten vom normalen Ruhezustand bis hin zu kurzfristen Spitzenwerten während des Hustens oder Springens werden wir einen Reihe von neuartigen biomechanischen Modellen erzeugen, um die Funktion und mögliche Beeinträchtigung des Beckenbodens vorherzusagen. Diese biomechanischen Modelle werden dann auf die Variationen des erwachsenen Beckens inklusive Extrapolationen davon angewandt. Dies erlaubt uns, natürliche Selektion auf die Beckenform zu erkennen und zu testen, ob und wie im Laufe der Evolution die Beckenbodenstabilität gegen die Eignung des Becken für die Geburt abgewogen wurde. Dieses interdisziplinäre Projekt wird neue methodische Standards in der evolutionären und funktionellen Anatomie schaffen. Es wird neue Wege in der evolutionären Medizin eröffnen und neue Sichtweisen in der Gynäkologie und Geburtshilfe ermöglichen.

Im Gegensatz zu den meisten Tieren ist der Geburtsvorgang beim Menschen ungewöhnlich langwierig und schmerzhaft. Ohne medizinische Hilfe kann er zu ernsthaften Verletzungen und sogar zum Tod von Mutter und Baby führen. Die Schwierigkeit liegt vor allem in dem sehr engen mütterlichen Geburtskanal relativ zum großen Kopf des Kindes. Es bleibt rätselhaft, warum die Evolution nicht zu einem breiteren Geburtskanal geführt hat, um damit die Geburt zu erleichtern. Es wird angenommen, dass der enge Geburtskanals aus den beiden widersprüchlichen Funktionen des Beckens, der Geburt und der zweibeinigen Fortbewegung, resultiert, wodurch das sogenannte "geburtshilfliche Dilemma" entsteht. In diesem Projekt haben wir eine alternative Hypothese getestet: Größe und Form des weiblichen Beckenkanals evolvierten durch einen "trade-off" zwischen den Fähigkeiten einen großen Fötus zu gebären und den Beckenbodens zu unterstützen. Beim aufrechten Menschen widersteht der Beckenboden dem Druck von oben durch die Eingeweide und den sich entwickelnden Fötus. Beckenbodenerkrankungen treten daher beim Menschen häufig auf, und die medizinische Literatur legt nahe, dass sie mit Beckendimensionen zusammenhängen. Um dies zu testen haben wir eine neuartige Kombination aus statistischer Formanalyse und biomechanischer Modellierung angewendet. Wir stellten fest, dass die Deformation, Belastung und Dehnung des Beckenbodens überproportional mit der radialen Größe des unteren Beckens zunehmen, sofern sich die Gestalt und Dicke der Beckenbodenmembran nicht ändert. Wenn die Dicke des Beckenbodens jedoch zunimmt, widersteht er der Verformung besser, aber der Effekt der Vergrößerung wird nicht vollständig kompensiert. Darüber hinaus erfordert ein dickerer Beckenboden eine Erhöhung des intraabdominalen Drucks bei der Geburt. Unsere Ergebnisse unterstützen die Beckenbodenhypothese und bestätigen funktionelle Kompromisse, die nicht nur die Größe des Geburtskanals, sondern auch die Dicke und Steifigkeit des Beckenbodens betreffen. Gleichzeitig ist auch die Gestalt der Beckenbodenmembran wichtig für ihre Stützfunktion. Wir fanden heraus, dass ein mediolateral breiterer Beckenboden einer höheren Deformation, Belastung und Dehnung ausgesetzt ist als ein anteroposterior längerer Beckenboden. Angesichts der Tatsache, dass die meisten Frauen eine anteroposterior verlängerte Form des unteren Geburtskanals haben, legen unsere Ergebnisse nahe, dass dieser aufgrund der Beckenbodenstabilität evolvierte. Unsere weiteren Ergebnisse zeigen, dass die Form des Beckenbodens bei Männern und Frauen von unterschiedlichen Lebensparametern abhängt. Das Gewicht hat bei Männern einen größeren Einfluss, während das Alter bei Frauen wichtiger war. Gleichzeitig beeinflusst die Form des unteren Beckenkanals die Form der Beckenmuskulatur bei beiden Geschlechtern stark. Im Gegensatz zu epidemiologischen Studien fanden wir keinen klaren Zusammenhang zwischen der Beckenbodenform und der Zahl der Lebendgeburten bei Frauen, was darauf hindeutet, dass das Alter eine wichtigere Rolle für den Gesamtmuskeltonus und die daraus resultierende Form des weiblichen Beckenbodengewebes spielt.