Der Blutkreislauf eines ungeborenen Kindes (Fetus) unterscheidet sich maßgeblich vom erwachsenen Blutkreislauf. Da der Fetus im Mutterleib nicht atmen kann, sind die Lungen noch nicht entfaltet und können den kleinen Körper des Fetus noch nicht mit Sauerstoff versorgen. Gleiches gilt für das Pfortadersystem, das noch nicht funktioniert, da der Fetus noch keine Nährstoffe über die Nahrung aufnehmen kann.

Die Plazenta (Mutterkuchen) dient dabei dem Stoffaustausch zwischen der Mutter und dem Fetus. Dabei fließt sauerstoff- und nährstoffreiches Blut über die Nabelvene von der Plazenta zum Fetus und stoff- und nährstoffarmes Blut zurück zur Plazenta. Für eine adäquate Versorgung müssen der Lungen- und der Pfortaderkreislauf des ungeborenen Kindes über drei Kurzschlussverbindungen, sogenannte Shunts, umgangen werden (Abbildung):

Erster Shunt: Ductus venosus Arantii. Über die Nebelvene, die Vena umbilicalis, gelangt das sauer- und nährstoffreiche Blut von der Plazenta zum Fetus. Der Ductus venosus Arantii führt das Blut von der Nabelvene vorbei an der Leber zur unteren Hohlvene. Durch diesen Shunt kann die Leber umgangen werden und das Blut über die untere Hohlvene zum rechten Vorhof gelangen. Kurz vor dem Shunt führt ein kleiner Ast der Nabelvene zum Pfortaderkreislauf, der Nährstoffe zur Leber führt. Von dort aus gelangt das Blut dann aber ebenfalls zur unteren Hohlvene.

Zweiter Shunt: Foramen ovale cordis. Beim Erwachsenen würde das Blut von der Hohlvene aus über den rechten Vorhof zur rechten Hauptkammer gelangen, die das Blut durch den Lungenkreislauf pumpt. Beim Fetus ist jedoch die Lunge noch nicht entfaltet und muss umgangen werden. Dazu befindet sich in der Vorhofscheidewand ein „ovales Fenster“, das direkt den rechten mit dem linken Vorhof verbindet. Dieses sogenannte Foramen ovale cordis bildet den zweiten Shunt, durch den das fetale Blut direkt von der rechten in die linke Herzhälfte gelangt. Von dort aus wird es zunächst in die linke Hauptkammer und dann weiter in den großen Körperkreislauf gepumpt.

Dritter Shunt: Ductus arteriosus Botalli. Da ein Teil des Mischblutes aus dem rechten Vorhof dennoch in die rechte Hauptkammer gelangt und weiter in den Lungenarterienstamm (Truncus pulmonalis) gepumpt wird, befindet sich zwischen Lungenarterie und Aorta ein dritter Shunt. Durch diesen fließt das Blut aus der Lungenarterie direkt in die Aorta und der Lungenkreislauf wird umgangen. Dieser Shunt wird als Ductus arteriosus Botalli bezeichnet.

Das Foramen ovale cordis und der Ductus artiosus Botalli sind es im Wesentlichen, die als Kurzschlussverbindungen den Lungenkreislauf umgehen. Über den Ductus venosus Arantii gelangt das mit Sauerstoff und Nährstoffen angereicherte Blut von der Plazenta zur unteren Hohlvene. Die beiden Nabelarterien (Arteriae umbilicales) leiten dann das arterielle (sauerstoffarme) Blut über die Nabelschnur zurück zur Plazenta.

Neben der Anatomie des fetalen Blutkreislaufes weicht auch die fetale Herzfrequenz vom Erwachsenen ab. Da sich das sauerstoffreiche Blut aus der Nabelvene mit dem sauerstoffarmen Blut aus der Vena cava superior aus der oberen Körperhälfte im rechten Vorhof vermischt, ist das fetale Blut nur partiell (teilweise) mit Sauerstoff angereichert. Um diese geringe Sauerstoffsättigung optimal auszunutzen, schlägt das Herz eines Fetus rund 120- bis 160-mal pro Minute, also etwa doppelt so schnell wie ein erwachsenes Herz.