Kod sisara sa placentntom, pupčana vrpca (također zvana pupčanica ili pupčanik, porođajna vrpca ili funiculus umbilicalis) je kanal između embriona ili fetusa i posteljice. Tokom preneonatusnog razvoja, pupčana vrpca je fiziološki i genetički dio fetusa i (kod ljudi) normalno sadrži dvije arterije (pupčane arterije) i jednu venu (pupčana vena), zarronjene u Whartonov žele. Pupčana vena opskrbljuje fetus krvlju obogaćenom kisikom i hranljivim materijama iz posteljice. Suprotno tome, srce fetusa pumpa krv sa malo kisika, osiromašenu nutrijentima kroz pupčane arterije nazad do placente.
Struktura i razvoj thumb|upright=1.2| Poprečni presjek pupčane vrpce thumb|Vaginska ultrasonografija embriona gestacijske dobi od 8 sedmica i 3 dana. Embrion je okružen tankim membranama amnionske vreće, u centru se vidi pupčana vrpca koja pričvršćuje embrion za placentu.
Pupčana vrpca se razvija iz i sadrži ostatke žumanjčane vreće i alantoisa. Formira se do pete sedmice razvoja, zamjenjujući žumančanu vreću kao izvor hranjivih tvari za embrion. Pupčana vrpca nije direktno povezana sa kardiovaskularnim sistemom majke, već se spaja sa posteljicom, koja prenosi materijale u i iz majčine krvi bez dopuštanja direktnog miješanja. Dužina pupčane vrpce je približno jednaka dužini krune i trtice fetusa tokom trudnoće. Pupčana vrpca u punom terminu novorođenčeta obično je duga oko 50 centimetara (20 in) i oko 2 centimetra (0,75 in) u prečniku. Ovaj promjer se brzo smanjuje unutar placente. Potpuno otvorena pupčana arterija ima dva glavna sloja: spoljašnji sloj koji se sastoji od kružno raspoređenih glatkih mišićnih ćelija i unutrašnji sloj koji pokazuje prilično nepravilno i labavo raspoređene ćelije ugrađene u obilnu osnovnu metahromatsku, obojenu supstancu. Glatke mišićne ćelije sloja su prilično slabo diferencirane, sadrže samo nekoliko sićušnih miofilamenata i stoga je malo vjerovatno da će aktivno doprinijeti procesu postneonatusnog zatvaranja.
Pupčana vrpca se može otkriti ultrazvukom do 6. sedmice gestacije i dobro vizualizirati od 8. do 9. sedmice gestacije.
Pupčana vrpca je dobar izvor mezenhimskih i epitelnih matičnih ćelija. Mezenhimske matične ćelije pupčane vrpce (UC-MSC) se klinički koriste za liječenje osteoartritisa, autoimunih bolesti i brojnih drugih stanja. Njihove prednosti uključuju bolji prinos, razmnožavanje i imunosupresivna svojstva koja definiraju njihov potencijal za korištenje u transplantacijama. Njihova upotreba bi takođe prevazišla etičke prigovore izazvane upotrebom embrionskih matičnih ćelija.
Pupčana vrpca sadrži Whartonov žele, želatinsku supstancu napravljenu uglavnom od mukopolisaharida koja štiti krvne sudove iznutra. Sadrži jednu venu, koja prenosi oksigeniranu, nutrijentima bogatu krv do fetusa i dvije arterije koje odvode deoksigeniranu krv osiromašenu nutrijentima.. Ponekad su u pupčanoj vrpci prisutne samo dvije žile (jedna vena i jedna arterija). Ovo je ponekad povezano s fetusnim abnormalnostima, ali se može pojaviti i bez pratećih problema.
Neobično je da vena prenosi krv zasićenu kisikom i da arterije prenose deoksigeniranu krv (jedini drugi primjeri su plućne vene i arterije, koje povezuju pluća sa srcem). Međutim, ova konvencija o imenovanju odražava činjenicu da pupčana vena nosi krv prema srcu fetusa, dok pupčane arterije odvode krv.
Protok krvi kroz pupčanu vrpcu je približno 35 ml/min u 20. sedmici, i 240 ml/min u 40. sedmici gestacije. Prilagođeno težini fetusa, ovo odgovara 115 ml/min/kg u 20. sedmici i 64 ml/min/kg u 40. sedmici.
"Proksimalni" dio pupčane vrpce odnosi se na segment najbliži embrionu ili fetusu u embriologiji i fetusnoj medicini, a najbliži posteljici u patologiji placente, i suprotno za "distalni" dio.
Funkcija Veza sa fetusnim cirkulatornim sistemom Pupčana vrpca ulazi u fetus preko trbuha, na mjestu koje će (nakon odvajanja) postati pupak . Unutar fetusa, pupčana vena se nastavlja prema poprečnoj fisuru jetre, gdje se dijeli na dva dijela. Jedna od ovih grana se spaja sa jetrenom portalnom venom (povezuje se sa njenom lijevom granom), koja nosi krv u jetru. Druga grana (poznata kao ductus venosus) zaobilazi jetru i teče u donju šuplju venu, koja nosi krv prema srcu. Dvije pupčane arterije granaju se od unutrašnje ilijačne arterije i prolaze s obje strane mokraćne bešike u pupčanu vrpcu, završavajući krug natrag do placente.
Promjene nakon rođenja Nakon rođenja, patrljak pupčane vrpce će se osušiti i otpasti dok beba ne napuni tri sedmice. Ako se još uvijek nije odvojio nakon tri sedmice, to može biti znak osnovnog problema, kao što je infekcija ili poremećaj imunskog sistema.
U nedostatku vanjskih intervencija, pupčana vrpca začepi se fiziološki ubrzo nakon rođenja, što se objašnjava oticanjem i kolapsom Whartonovog želea, kao odgovorom na smanjenje temperature i vazokonstrikcije krvnih sudova kontrakcijom glatkih mišića. U stvari, stvara se prirodna stezaljka koja zaustavlja protok krvi. Na zraku, na 18 °C, ovo fiziološko stezanje će trajati tri minute ili manje. U porađnju u vodi, gdje je temperatura vode bliska tjelesnoj, normalna pulsacija može trajati 5 minuta i duže.
Zatvaranje pupčane arterije vazokonstrikcijom sastoji se od višestrukih konstrikcija koje se vremenom povećavaju u broju i stepenu. Postoje segmenti dilatacija sa zarobljenom nekoaguliranom krvlju između konstrikcija prije potpune okluzije. I djelomične konstrikcije i konačno zatvaranje uglavnom proizvode mišićne ćelije vanjskog kružnog sloja. Nasuprot tome, čini se da unutrašnji sloj uglavnom služi kao plastično tkivo koje se lahko može pomjeriti u aksijalni smjer, a zatim presavijeno u lumen koji se sužava kako bi se završilo zatvaranje. Čini se da je vazokonstriktivna okluzija uglavnom posredovana serotoninom i tromboksanom A2. Arterija u pupčanim vrpcama nedonoščadi više se skuplja na angiotenzin II i arahidonsku kiselinu i osjetljivija je na oksitocin nego kod donošenih. Za razliku od doprinosa Whartonovog želea, hlađenje uzrokuje samo privremenu vazokonstrikciju.
Unutar djeteta, pupčana vena i ductus venosus zatvaraju se i degeneriraju u vlaknaste ostatke poznate kao okrugli ligament jetre, odnosno ligamentum venosum. Dio svake pupčane arterije se zatvara (degenerira u ono što je poznato kao medijalni pupčani ligamenti), dok se preostali dijelovi zadržavaju kao dio cirkulacijskog sistema.
Klinički značaj Problemi i abnormalnosti thumb| Čvorovana vrpca na novorođenoj bebi
Brojne abnormalnosti mogu uticati na pupčanu vrpcu, što može uzrokovati probleme koji pogađaju i majku i dijete: Kompresija pupčane vrpce može biti rezultat, naprimjer, zapletanja pupčane vrpce, čvora u pupkovini, ili nuhalne vrpce,P02.5 Fetus and newborn affected by other compression of umbilical cord in ICD-10, the International Statistical Classification of Diseases (što je omotavanje pupčane vrpce oko vrata fetusa) ali ova stanja ne uzrokuju uvijek opstrukciju fetusne cirkulacije. Velamentozno umetanje vrpce Jedna pupčana arterija Prolaps pupčane vrpce Vasa praevia
Stezanje i rezanje thumb| Pupčana vrpca će se prerezati makazama putem carskog reza thumb|right| Stezaljka za pupčanu vrpcu thumb|right| Jednodnevna beba sa još pričvršćenim patrljcima. thumb|right| 7 cm (2,75 in) duga odvojena pupčana vrpca Vrpca se može stegnuti u različito vrijeme; međutim, odgađanje stezanja pupčane vrpce do najmanje jedne minute nakon rođenja poboljšava ishod sve dok postoji mogućnost liječenja malog rizika od žutice ako se pojavi. Nakon stezanja slijedi presecanje vrpce, koje je bezbolno zbog odsustva nerava. Vrpca je izuzetno čvrsta, poput debele tetive, pa je za njeno rezanje potreban odgovarajuće oštar instrument. Iako prekid pupčane vrpce može biti odgođen sve dok pupčana vrpca ne prestane da pulsira (1-3 minute nakon rođenja), obično nema značajnog gubitka ni venske ni arterijske krvi tokom rezanja pupčane vrpce. Dosadašnji dokazi ne podržavaju, niti opovrgavaju, odgođeno presecanje pupčane vrpce, prema smjernicama Američkog kongresa opstetričara i ginekologa (ACOG).
Postoje stezaljke za pupčanu vrpcu koje uključuju nož. Ove stezaljke su sigurnije i brže, jer omogućavaju da se prvo stavi stezaljka za pupčanu vrpcu, a zatim prereže pupčana vrpca. Nakon što je pupčana vrpca stegnuta i prerezana, novorođenče nosi plastičnu kopču na području pupka sve dok se komprimirani dio pupčane vrpce ne osuši i dovoljno zapečati.
Dužina pupčane lijeve strane pričvršćene za novorođenče varira ovisno o praksi; u većini bolničkih okruženja dužina vrpce koja ostane pričvršćena nakon stezanja i rezanja je minimalna. Međutim, u Sjedinjenim Državama, gdje se porođaj dogodio izvan bolnice i tehničar hitne medicinske pomoći (EMT) stegne i presiječe pupčanu vrpcu, duži segment 18 cm dužine ostaje vezan za novorođenče.
Preostali pupčani stub ostaje do 10 dana dok se suši, a zatim otpada.
Rano naspram odloženog stezanja Cochraneov pregled iz 2013. godine došao je do zaključka da će odloženo stezanje pupčane vrpce (između jedne i tri minute nakon rođenja) "vjerovatno biti od koristi sve dok je dostupan pristup liječenju žutice koja zahtijeva fototerapiju". U ovom pregledu odgođeno klampiranje, za razliku od ranog, nije rezultiralo razlikom u riziku od teškog krvarenja majke, postporođajnog krvarenja ili neonatusnog mortaliteta, i niskog Apgarovog skora. S druge strane, odgođeno stezanje rezultiralo je povećanom porođajnom težinom od u prosjeku oko 100 g i povećanom koncentracijom hemoglobina od u prosjeku 1,5 g/dL sa upola manjim rizikom od nedostatka gvožđa nakon tri i šest mjeseci, ali povećan rizik od žutice koja zahtijeva fototerapiju.
U 2012., Američki koledž opstetričara i ginekologa službeno je odobrio odlaganje stezanja pupčane vrpce na 30-60 sekundi s novorođenčetom ispod nivoa posteljice u svim slučajevima prijevremenog porođaja, uglavnom na osnovu dokaza da to smanjuje rizik od intraventrikulnog porođajnog krvarenja kod ove djece 50%. U istoj objavi odbora, ACOG također prepoznaje nekoliko drugih vjerovatnih prednosti za prijevremeno rođenu djecu, uključujući "poboljšanu prijelaznu cirkulaciju, bolje uspostavljanje volumena crvenih krvnih zrnaca i smanjenu potrebu za transfuzijom krvi". U januaru 2017. godine, revidirano mišljenje Komiteta proširilo je preporuku na terminsku novorođenčad, navodeći podatke da donošena djeca imaju koristi od povećanja nivoa hemoglobina u periodu novorođenčeta i poboljšanih zaliha gvožđa u prvim mjesecima života, što može rezultirati boljim razvojnim ishodima. ACOG je prepoznao mali porast incidencije žutice kod novorođenčadi sa odloženim stezanjem pupčane vrpce i preporučio je da se uvedu politike za praćenje i liječenje neonatusne žutice. ACOG je također primijetio da odloženo stezanje pupčane vrpce nije povezano s povećanim rizikom od postporođajnog krvarenja.
Nekoliko studija pokazalo je prednosti odloženog stezanja pupčane vrpce: metaanaliza je pokazala da je odlaganje stezanja pupčane vrpce kod donošene novorođenčadi u trajanju od najmanje dvije minute nakon rođenja korisno za novorođenče u daje poboljšan hematokrit, status gvožđa mjeren koncentracijom feritina i uskladištenim gvožđem, kao i smanjenje rizika od anemije (relativni rizik, 0,53; 95% CI, 0,40–0,70 ). Smanjenje je također pronađeno u studiji iz 2008.Examination of the Newborn & Neonatal Health: A Multidimensional Approach, p. 116-117 Iako postoji viši nivo hemoglobina nakon dva mjeseca, ovaj efekat nije potrajao nakon dobi od šest mjeseci."Effect of timing of umbilical cord clamping of term infants on maternal and neonatal outcomes." Cochrane Database Syst Rev. 2008; (2):CD004074 Nestezanje pupčane vrpce tri minute nakon rođenja bebe poboljšalo je ishode u dobi od četiri godine. Kašnjenje od tri minute ili više u stezanju pupčane vrpce nakon rođenja smanjuje učestalost anemija kod dojenčadi.