Развитие сердца
| Развитие сердца | |
|---|---|
 Развитие сердца человека в течение первых пяти недель (вверху) и формирование камер сердца (внизу) через четыре и восемь недель. На этом рисунке синий и красный цвета обозначают приток и отток крови (не венозной и артериальной крови). Первоначально вся венозная кровь течет из хвоста/предсердий в желудочки/голову, что совсем не так, как у взрослых. [ 1 ] [ 2 ] | |
| Подробности | |
| Дает начало | Сердце |
| Система | Кровообращение плода , кровеносная система |
| Анатомическая терминология | |
Развитие сердца известное как кардиогенез , относится к пренатальному развитию сердца , также . Это начинается с формирования двух эндокардиальных трубок , которые сливаются, образуя трубчатое сердце , также называемое примитивной сердечной трубкой. Сердце — первый функциональный орган позвоночных эмбрионов .
Трубчатое сердце быстро дифференцируется на артериальный ствол , луковицу сердца , примитивный желудочек , примитивное предсердие и венозный синус . Артериальный ствол разделяется на восходящую аорту и легочный ствол . Bulbus cordis является частью желудочков . Венозный синус соединяется с кровообращением плода .
Сердечная трубка удлиняется с правой стороны, образуя петлю и становясь первым визуальным признаком лево-правой асимметрии тела. и желудочков образуются перегородки Внутри предсердий , разделяющие левую и правую половины сердца . [ 3 ]
Раннее развитие
[ редактировать ]Сердце происходит из эмбриональных мезодермального зародышевого листка клеток дифференцируются , которые после гаструляции в мезотелий , эндотелий и миокард . Индукция сердца происходит в передней мезодерме во время гаструляции посредством взаимодействий с соседней энтодермой (как внеэмбриональной, так и дефинитивной), опосредованной главным образом эндогенными ингибиторами передачи сигналов WNT, такими как DKK1. [ 4 ] [ 5 ] Мезотелиальный перикард образует внешнюю оболочку сердца. Внутренняя оболочка сердца – эндокард , лимфатические и кровеносные сосуды развиваются из эндотелия. [ 6 ] [ 2 ]
Эндокардиальные трубки
[ редактировать ]В спланхноплеврической мезенхиме по обе стороны от нервной пластинки развивается подковообразная область как кардиогенная область. Он сформировался из сердечных миобластов и кровяных островков как предшественников клеток крови и сосудов. [ 7 ] К 19 дню эндокардиальная трубка на каждой стороне этой области начинает развиваться . Эти две трубки растут и к третьей неделе сливаются друг с другом, используя запрограммированную гибель клеток, чтобы сформировать единую трубку — трубчатое сердце . [ 8 ]
Из спланхноплеврической мезенхимы кардиогенная область развивается краниально и латерально от нервной пластинки . В этой области по обе стороны формируются два отдельных скопления ангиогенных клеток, которые сливаются, образуя эндокардиальные трубки . Когда начинается складывание эмбриона, две эндокардиальные трубки выталкиваются в грудную полость, где начинают сливаться друг с другом, и это завершается примерно через 22 дня. [ 9 ] [ 2 ]
Примерно через 18–19 дней после оплодотворения начинает формироваться сердце. Сердце начинает развиваться вблизи головки эмбриона в кардиогенной зоне. [ 1 ] После передачи клеточного сигнала в кардиогенной области начинают формироваться две нити или тяжи. [ 1 ] По мере их формирования внутри них развивается просвет, после чего их называют эндокардиальными трубками. [ 1 ] В то же время, когда формируются трубки, формируются и другие основные компоненты сердца. [ 8 ] Две трубки мигрируют вместе и сливаются, образуя единую примитивную сердечную трубку , которая быстро образует пять отдельных областей. [ 1 ] От головы до хвоста это артериальный ствол , луковица сердца , примитивный желудочек , примитивное предсердие и венозный синус . [ 1 ] Первоначально вся венозная кровь течет в венозный синус, и сокращения продвигают кровь от хвоста к голове или от венозного синуса к артериальному стволу. [ 1 ] Артериальный ствол разделится, образуя аорту и легочную артерию; луковица сердца разовьется в правый желудочек; примитивный желудочек образует левый желудочек; примитивное предсердие станет передними частями левого и правого предсердий и их придатков, а венозный синус разовьется в заднюю часть правого предсердия, синоатриальный узел и коронарный синус. [ 1 ]
Положение сердечной трубки
[ редактировать ]Центральная часть кардиогенной зоны находится впереди ротоглоточной оболочки и нервной пластинки. Рост головного мозга и головных складок выдвигают вперед ротоглоточную оболочку, а сердце и полость перикарда перемещаются сначала в шейный отдел, а затем в грудную клетку. Изогнутая часть подковообразной области расширяется, образуя будущую воронку желудочка и области желудочков, поскольку сердечная трубка продолжает расширяться. Трубка начинает получать венозный дренаж в своем каудальном полюсе и перекачивает кровь из первой дуги аорты в дорсальную часть аорты через ее полярную головку. Первоначально трубка остается прикрепленной к дорсальной части полости перикарда с помощью мезодермальной тканевой складки, называемой дорсальной мезодермой. Эта мезодерма исчезает, образуя два перикардиальных синуса: и поперечный косой перикардиальные синусы, которые соединяют обе стороны полости перикарда. [ 7 ]
Миокард содержащего утолщается и выделяет толстый слой богатого внеклеточного матрикса, гиалуроновую кислоту , который отделяет эндотелий . Затем мезотелиальные клетки образуют перикард и мигрируют, образуя большую часть эпикарда. Затем сердечная трубка формируется из эндокарда , который представляет собой внутреннюю эндотелиальную выстилку сердца, и мышечной стенки миокарда, которая представляет собой эпикард, покрывающий внешнюю часть трубки. [ 7 ]
Сердце складывающееся и поворачивающееся
[ редактировать ]Сердечная трубка продолжает растягиваться, и к 23-му дню в процессе, называемом морфогенезом , начинается формирование петли сердца. Головная часть изгибается во фронтальном направлении по часовой стрелке. Предсердная часть начинает двигаться цефалически, а затем перемещается влево от исходного положения. Эта изогнутая форма приближается к сердцу и заканчивает свой рост на 28-й день. Канал образует предсердные и желудочковые соединения, которые соединяют общее предсердие и общий желудочек у раннего эмбриона. Артериальная луковица образует трабекулярную часть правого желудочка. Конус образует воронку крови обоих желудочков. Артериальный ствол и корни образуют проксимальную часть аорты и легочной артерии. Место соединения желудочка и артериальной луковицы будем называть первичным внутрижелудочковым отверстием. Трубка разделена на кардиальные области вдоль краниокаудальной оси: примитивный желудочек, называемый примитивным левым желудочком, и трабекулярную проксимальную артериальную луковицу, называемую примитивным правым желудочком. [ 10 ] На этот раз в сердце нет перегородки.
Функционального объяснения загадочному повороту сердца и кишечника не существует, но одна теория дает объяснение эволюции и развитию этого явления. Согласно этой теории осевого скручивания , это происходит из-за скручивания тела всех позвоночных, которое происходит на ранних стадиях эмбриона. Поворот поворачивает переднюю часть головы (с лицом и головным мозгом) по часовой стрелке, а остальную внешнюю часть тела - против часовой стрелки, так что тело позвоночного становится симметричным снаружи. Поскольку эволюционного давления на сердце и внутренние органы для двусторонней симметрии нет, эти части тела исключаются из скручивания и остаются асимметричными. [ 11 ]
Камеры сердца
[ редактировать ]Венозный синус
[ редактировать ]В середине четвертой недели венозный синус получает венозную кровь от полюсов правого и левого синуса. К каждому полюсу кровь поступает из трех основных вен: желточной вены, пупочной вены и общей кардинальной вены. Отверстие пазухи движется по часовой стрелке. Это движение вызвано главным образом сбросом крови слева направо, который происходит в венозной системе на четвертой и пятой неделе развития. [ 12 ]
При исчезновении левой общей кардинальной вены на десятой неделе остаются только косая вена левого предсердия и коронарный синус. Правый полюс соединяется с правым предсердием, образуя стеночную часть правого предсердия. Правый и левый венозные клапаны сливаются и образуют пик, известный как ложная перегородка . Вначале эти клапаны большие, но со временем левый венозный клапан и ложная перегородка сливаются с развивающейся межпредсердной перегородкой. Верхний правый венозный клапан исчезает, а нижний венозный клапан превращается в нижний клапан полой вены и клапан коронарного синуса . [ 12 ]
Стена сердца
[ редактировать ]Основные стенки сердца формируются между 27 и 37 сутками развития раннего эмбриона. Рост состоит из двух активно растущих масс тканей, которые приближаются друг к другу, пока не сливаются и не разделяют свет на два отдельных канала. Тканевые массы, называемые эндокардиальными подушками, развиваются в атриовентрикулярную и конотрункальную области. В этих местах подушки способствуют образованию перегородки предсердий, желудочковых кондуитов, предсердно-желудочковых клапанов, аортального и легочного каналов. [ 13 ]
предсердия
[ редактировать ]
В конце четвертой недели отрастает гребень, отходящий от головной части. Этот гребень является первой частью первичной перегородки . Два конца перегородки проходят внутрь эндокардиальных подушек атриовентрикулярного канала . Отверстие между нижним краем первичной перегородки и эндокардиальными подушками представляет собой первичное отверстие (первое отверстие). Отростки верхних и нижних эндокардиальных подушечек растут вдоль края первичной перегородки и закрывают первичное отверстие. Слияние этих перфораций образует вторичное отверстие (второе отверстие), которое позволяет крови свободно течь из правого предсердия в левое.
Когда правое предсердие расширяется за счет включения полюса синуса, появляется новая складка, называемая вторичной перегородкой . Справа он сращен с левым венозным клапаном и ложной перегородкой. Затем появится свободное отверстие, называемое овальным окном . Остатки верхней перегородки станут створками овального отверстия. Проход между двумя камерами предсердий представляет собой длинную косую щель, через которую кровь течет из правого предсердия в левое. [ 13 ]
Желудочки
[ редактировать ]Первоначально развивается одиночная легочная вена в виде выпуклости на задней стенке левого предсердия. Эта вена будет соединяться с венами развивающихся зачатков легких . По мере развития легочная вена и ее ветви включаются в левое предсердие и образуют гладкую стенку предсердия. Эмбриональное левое предсердие остается в виде трабекулярного ушка левого предсердия, а эмбриональное правое предсердие остается в виде ушка правого предсердия. [ 14 ]
Формирование перегородки атриовентрикулярного канала
[ редактировать ]В конце четвертой недели появляются две атриовентрикулярные эндокардиальные подушки. Первоначально атриовентрикулярный канал дает доступ к примитивному левому желудочку и отделен от артериальной луковицы краем луковицы желудочка. На пятой неделе задний конец заканчивается в центральной части верхней эндокардиальной подушки. Благодаря этому кровь может попасть как в левый примитивный желудочек, так и в правый примитивный желудочек. По мере того, как передняя и задняя подушечки выступают внутрь, они сливаются, образуя правое и левое атриовентрикулярные отверстия. [ 15 ]
Атриовентрикулярные клапаны
[ редактировать ]При формировании внутрипредсердных перегородок начнут расти атриовентрикулярные клапаны. Мышечная межжелудочковая перегородка начинает разрастаться от общего желудочка к предсердно-желудочковым эндокардиальным подушкам. Деление начинается в общем желудочке, где появляется борозда на наружной поверхности сердца, а межжелудочковое отверстие со временем исчезает. Это закрытие достигается за счет дальнейшего роста мышечной межжелудочковой перегородки, вклада туловищной гребнеконусной ткани и мембранозного компонента. [ 16 ]
Клапаны и выпускные тракты
[ редактировать ]Формирование туловищной перегородки и артериального конуса
[ редактировать ]Артериальный конус закрыт воронкообразными подушечками. Туловищные конусы замыкаются образованием инфундибулотронной перегородки, состоящей из прямой проксимальной части и дистальной спиральной части. Затем самая узкая часть аорты находится в левой и дорсальной части. Дистальная часть аорты смещена вперед вправо. Проксимальная легочная артерия находится справа и вентрально, а дистальная часть легочной артерии находится в левой дорсальной части. [ 13 ]
Кардиостимулятор и проводящая система
[ редактировать ]Ритмические волны электрической деполяризации, вызывающие сокращение миокарда, являются миогенными, что означает, что они возникают в сердечной мышце спонтанно и затем отвечают за передачу сигналов от клетки к клетке. Миоциты , полученные в примитивной сердечной трубке, начинают биться, соединяясь своими стенками в синцитии . Миоциты инициируют ритмическую электрическую активность до слияния эндокардиальных трубок . Сердцебиение начинается в области водителя ритма , время спонтанной деполяризации которой быстрее, чем у остального миокарда. [ 17 ]
Примитивный желудочек действует как начальный водитель ритма. Но эта кардиостимуляторная активность на самом деле осуществляется группой клеток, происходящих из синоатриального правого венозного синуса. Эти клетки образуют овоидный синоатриальный узел (САН) на левом венозном клапане. После развития САН верхние эндокардиальные подушки начинают формировать водитель ритма, также известный как атриовентрикулярный узел . С развитием САН начинает формироваться группа специализированных проводящих клеток, образующая пучок Гиса , который отправляет ветвь в правый желудочек и одну в левый желудочек. Большинство проводящих путей происходят из кардиогенной мезодермы, но синусовый узел может происходить из нервного гребня. [ 17 ]
человека Сердце эмбриона проявляет сердечную активность примерно через 21 день после оплодотворения, или через пять недель после последней нормальной менструации (LMP), которая обычно используется в медицинском сообществе для определения даты беременности. Электрические деполяризации, вызывающие кардиомиоцитов сокращение , возникают спонтанно внутри самого миоцита . Сердцебиение инициируется в областях водителя ритма и распространяется на остальную часть сердца по проводящим путям. Клетки водителя ритма развиваются в примитивном предсердии и венозном синусе, образуя соответственно синоатриальный и атриовентрикулярный узлы . Проводящие клетки развивают пучок Гиса и переносят деполяризацию в нижние отделы сердца. Сердечная деятельность заметна примерно с 5-й недели беременности.
Сердце человека начинает биться со скоростью, близкой к материнской, примерно 75-80 ударов в минуту (BPM). Затем эмбриональная частота сердечных сокращений (ЧСС) линейно увеличивается в течение первого месяца сокращения, достигая пика 165–185 ударов в минуту в начале 7-й недели (начало 9-й недели после LMP). Это ускорение составляет примерно 3,3 удара в минуту в день или около 10 ударов в минуту каждые три дня, увеличение на 100 ударов в минуту в первый месяц. [ 18 ]
После достижения пика примерно через 9,2 недели после LMP, она снижается примерно до 150 ударов в минуту (+/-25 ударов в минуту) в течение 15-й недели после LMP. После 15-й недели замедление замедляется, достигая средней скорости около 145 (+/-25 ударов в минуту) ударов в минуту в срок.
Визуализация
[ редактировать ]
В первом триместре можно визуализировать сердечную деятельность и количественно оценить движение сердца плода с помощью акушерского УЗИ . Исследование 32 нормальных беременностей показало, что сердцебиение плода было заметно при среднем уровне хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) 10 000 МЕ/л (диапазон 8650–12 200). [ 19 ] Акушерское УЗИ также может использовать метод допплера на ключевых сосудах, таких как пупочная артерия, для обнаружения аномального кровотока.
На более поздних стадиях беременности простой допплеровский фетальный монитор для количественной оценки частоты сердечных сокращений плода можно использовать .
Сердцебиение плода можно обнаружить примерно на 17–20 неделе беременности, когда камеры сердца достаточно развиты. [ 20 ]
Во время родов параметр является частью кардиотокографии сердцебиение плода и сокращения матки , при которой непрерывно регистрируются .
Дополнительные изображения
[ редактировать ]-
Сонография в М-режиме для измерения частоты сердечных сокращений эмбриона. -
Кровоток у новорожденного -
Эмбрион человека, 38 мм, 8–9 недель, вид спереди, видно сердце.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Беттс Дж.Г. (2013). Анатомия и физиология . стр. 787–846. ISBN 978-1938168130 . Проверено 11 августа 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хоссейни Х.С., Гарсия К.Е., Табер Л.А. (июль 2017 г.). «Новая гипотеза формирования передней кишки и сердечной трубки, основанная на дифференциальном росте и сокращении актомиозина» . Разработка . 144 (13): 2381–2391. дои : 10.1242/dev.145193 . ПМК 5536863 . ПМИД 28526751 .
- ^ Андерсон Р.Х., Уэбб С., Браун Н.А., Ламерс В., Мурман А. (август 2003 г.). «Развитие сердца: (2) Сепарация предсердий и желудочков» . Сердце . 89 (8): 949–958. дои : 10.1136/сердце.89.8.949 . ПМЦ 1767797 . ПМИД 12860885 .
- ^ Шнайдер В.А., Меркола М. (февраль 2001 г.). «Антагонизм Wnt инициирует кардиогенез у Xenopus laevis» . Гены и развитие . 15 (3): 304–315. дои : 10.1101/gad.855601 . ПМК 312618 . ПМИД 11159911 .
- ^ Марвин М.Дж., Ди Рокко Дж., Гардинер А., Буш С.М., Лассар А.Б. (февраль 2001 г.). «Ингибирование активности Wnt индуцирует образование сердца из задней мезодермы» . Гены и развитие . 15 (3): 316–327. дои : 10.1101/gad.855501 . ПМК 312622 . ПМИД 11159912 .
- ^ «Ткани животных» . Пользователи.rcn.com. 13 августа 2010 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2009 г. Проверено 17 октября 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Сэдлер Т.В. (2012). Лангман. Медицинская эмбриология . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 165. ИСБН 978-84-96921-46-7 .
- ^ Перейти обратно: а б Ларсен В. (2001). Эмбриология человека (3-е изд.). Эльзевир Сондерс. стр. 159–163. ISBN 978-0-443-06583-5 .
- ^ «Развитие сердца основного каркаса» . Meddean.luc.edu . Проверено 17 октября 2010 г.
- ^ Роэн Дж., Лютьен Э. (2008). Функциональная эмбриология: взгляд на биологию развития . Панамерикана. п. 70. ИСБН 978-84-9835-155-2 .
- ^ де Люссане М.Х., Оссе Дж.В. (2012). «Наследственное осевое скручивание объясняет контралатеральный передний мозг и перекрест зрительных нервов у позвоночных». Биология животных . 62 (2): 193–216. arXiv : 1003.1872 . дои : 10.1163/157075611X617102 . S2CID 7399128 .
- ^ Перейти обратно: а б Карлсон Б. (2012). Эмбриология человека и биология развития . Мосби. п. 451. ИСБН 978-84-8174-785-0 .
- ^ Перейти обратно: а б с Фернандес П.М. (2002). Справочник по биологии развития . Современное руководство. п. 243. ИСБН 978-968-426-976-7 .
- ^ Эйнард А., Валентич М., Ровасио Р. (2011). Гистология и эмбриология человека: клеточные и молекулярные основы . Панамерикана. п. 283. ИСБН 978-950-06-0602-8 .
- ^ Мур К.Л., Persaud TV (2008). Клиническая эмбриология . Эльзевир Сондерс. п. 245. ИСБН 978-84-8086-337-7 .
- ^ Тельес де Перальта Дж (2003). Трактат по сердечно-сосудистой хирургии . Диас де Сантос. п. 44.
- ^ Перейти обратно: а б Ларсен В. (2003). Эмбриология человека . Эльзевир Наука. п. 177. ИСБН 978-968-426-976-7 .
- ^ OBGYN.net «Сравнение частоты сердечных сокращений эмбриона при вспомогательной и не вспомогательной беременности». Архивировано 30 июня 2006 г. в Wayback Machine.
- ^ Джакомелло Ф., Мальоккетти П., Лойола Дж., Джоваррушио М. (1993). «[Уровни бета-ХГЧ в сыворотке и трансвагинальная эхография на ранних стадиях беременности]». Минерва Ginecologica (на итальянском языке). 45 (7–8): 333–337. ПМИД 8414139 .
- ^ «Руководство ACOG по языку и абортам» . Американский колледж акушеров и гинекологов . Архивировано из оригинала 16 ноября 2022 года . Проверено 17 ноября 2022 г.
«Счет сердцебиения». Клинически неверно использовать слово «сердцебиение» для описания звука, который можно услышать на УЗИ на очень ранних сроках беременности. Фактически, на ранней стадии беременности нет никаких камер сердца, для описания которых используется это слово, поэтому нет узнаваемого «сердцебиения». Беременные женщины могут слышать ультразвуковой аппарат, который переводит электронные импульсы, обозначающие сердечную деятельность плода, в звук, который мы распознаем как сердцебиение. «Сердцебиение плода» — до тех пор, пока камеры сердца не разовьются и не будут обнаружены с помощью ультразвука (примерно 17-20 недель беременности), неточно характеризовать развитие сердца эмбриона или плода как сердцебиение.
В эту статью включен текст из книги CC BY : Колледж OpenStax, анатомия и физиология. OpenStax CNX. 30 июля 2014 г.