De hoeveelheid zuurstof in het foetale bloed en de foetale mechanismen voor gasuitwisseling zijn niet hetzelfde als bij pasgeborenen. De normale foetale fysiologie voorziet in een aantal mechanismen om het relatief lage intra-uteriene zuurstofgehalte te compenseren.
Om de bevalling te kunnen doorstaan beschikt de foetus over een aantal verdedigingsmechanismen. Hierdoor kan hij/zij zelfs een groot zuurstoftekort aan gedurende een beperkte periode.

Een belangrijk mechanisme om adequate foetale oxygenatie te handhaven is een hoge mate van perfusie van foetaal weefsel. Dit wordt bewerkstelligd door:

  • Hoge hartfrequentie, leidend tot een hoog hartminuutvolume
  • Maximalisatie van het oppervlak waarlangs gasuitwisseling kan plaatsvinden (placenta)
  • Optimale mechanismen voor zuurstoftransport (foetaal hemoglobine, hoge bindingscapaciteit van zuurstof en verschuiving van de zuurstofdissociatiecurve naar links
  • Brain sparing effect: bij een afname van de foetale bloedvoorziening worden de hersenen zo lang mogelijk adequaat van bloed voorzien. In de perifere weefsels en organen treedt vasoconstrictie op om dit te bewerkstelligen.

Bovenstaande mechanismen voorzien hiermee zowel in meer zuurstof voor de foetale weefsels als meer vermogen om dit zuurstof op te nemen. De foetus beschikt daarmee over verdedigingsmechanismen tegen hypoxie en hypoxemie.
Metabole compensatiemechanismen op weefselniveau:

  • De zuurstofconsumptie in de foetale hersenen is relatief laag
  • De foetale hartfrequentie wordt precies zodanig gereguleerd dat de weefsels voldoende, maar niet meer dan voldoende, worden geperfundeerd
  • Door het foetale hemoglobine is de foetus beter bestand tegen een hypoxische omgeving in utero

Chemoreceptoren in de aorta en de carotiden monitoren voortdurend veranderingen in de gehaltes van zuurstof en koolstofdioxide en ook van de pH in het bloed. Veranderingen in arteriële bloeddruk worden geregistreerd door baroreceptoren in de grote systemische arteriën in de aortaboog en carotiden. De chemo- en baroreceptoren sturen middels zenuwbanen van het autonome zenuwstelsel signalen over de respiratoire en circulatoire status van de foetus naar de hersenstam. De respiratoire en cardiovasculaire centra in de hersenstam kunnen vervolgens reageren op deze prikkels en de foetale hartslag aanpassen.