Эмбриология и анатомия сердца. Формирование врожденных пороков сердца

Сердечно-сосудистая система человека представлена во всех отделах - от сердца до капилляров - слоистыми трубками. Такая структура, основы которой возникают уже на ранних этапах эмбрионального развития, сохраняется на всех и последующих этапах.

Первые кровеносные сосуды появляются вне тела эмбриона, в мезодерме стенки желточного пузыря (рисунок 2).

Рисунок 2 - Формирование первых кровеносных сосудов

Закладка их обнаруживается в виде скоплений клеточного материала внезародышевой мезодермы - так называемых кровяных островков. Клетки, находящиеся на периферии этих островков - ангио-бласты, активно митотически размножаются. Они уплощаются, устанавливают более тесные контакты друг с другом, образуя стенку сосуда. Так возникают первичные сосуды, представляющие собой тонкостенные трубочки, содержащие первичную кровь. На первых порах стенка новообразующихся сосудов не сплошная: на больших участках кровяные островки длительное время не имеют сосудистой стенки .

Несколько позже сходным образом возникают сосуды и в мезенхиме тела эмбриона. Отличия заключаются в том, что в кровяных островках вне тела эмбриона ангио - и гематогенные процессы идут параллельно, в теле же эмбриона мезенхима, как правило, образует свободные от крови эндотелиальные трубочки. Вскоре между возникшими таким образом эмбриональными и внеэмбриональными сосудами устанавливается сообщение. Только в этот момент внеэмбрионально образованная кровь поступает в тело эмбриона. Одновременно регистрируются и первые сокращения сердечной трубки. Тем самым начинается становление первого, желточного, круга кровообращения развивающегося зародыша.

Первые закладки сосудов в теле эмбриона отмечены в период формирования первой пары сомитов. Они представлены тяжами, состоящими из скоплений мезенхимных клеток, расположенных между мезодермой и энтодермой на уровне передней кишки. Эти тяжи образуют с каждой стороны два ряда: медиальный ("аортальная линия") и латеральный ("сердечная линия") .

Краниально эти закладки сливаются, образуя сетевидное "эндотелиальное сердце". Одновременно из мезенхимы по бокам тела зародыша между энтодермой и мезодермой образуются закладки пупочных вен. Далее отмечается преимущественное развитие сердца, обеих аорт и пупочных вен. Только после того, как эти главные магистрали желточного и хорионального (аллантоидного) кровообращения в основном сформируются (стадия 10 пар сомитов) начинается, собственно, развитие других сосудов тела эмбриона .

У человеческого зародыша кровообращение в желточном и аллантоидном кругах начинается практически одновременно у 17-сегментного эмбриона (начало сердцебиений). Желточное кровообращение существует у человека недолго, аллантоидное преобразуется в плацентарное и осуществляется вплоть до конца внутриутробного периода.

Описанный способ образования сосудов имеет место в основном в раннем эмбриогенезе. Сосуды, образующиеся позже, развиваются несколько иным путем. Со временем все большее распространение получает способ новообразования сосудов (сначала типа капилляров) путем почкования. Этот последний способ в постэмбриональном периоде становится единственным.

В эмбриогенезе человека сердце закладывается очень рано (рисунок 3), когда зародыш еще не обособлен от желточного пузыря и кишечная энтодерма одновременно представляет собой крышу последнего. В это время в кардиогенной зоне в шейной области, между энтодермой и висцеральными листками спланхнотомов слева и справа, скапливаются выселяющиеся из мезодермы клетки мезенхимы, образующие справа и слева клеточные тяжи. Эти тяжи вскоре превращаются в эндотелиальные трубки. Последние вместе с прилегающей к ним мезенхимой составляют закладку эндокарда .

Рисунок 3. - Схема продольного среза человеческого эмбриона на стадии 7 сомитов

Сразу же нужно отметить, что закладки эндокарда и сосудов в принципе тождественны. Отсюда вытекает и принципиальное сходство процессов гистогенеза и их результата - дефинитивных структур. Одновременно с образованием эндотелиальных трубок происходят процессы, приводящие к образованию остальных оболочек сердца - миокарда и эпикарда. Такие процессы разыгрываются в примыкающих к зачаткам эндокарда листках спланхноплевры.

Эти участки утолщаются и разрастаются, окружая зачаток эндокарда мешком, вдающимся в полость тела. Здесь содержатся как элементы, образующие в дальнейшем миокард, так и элементы, строящие эпикард. Все образование в связи с этим называют миоэпикардиальной мантией, или, чаще, миоэпикардиальной пластинкой .

Тем временем в области глотки происходит замыкание кишечной трубки. В связи с этим левый и правый зачатки эндокарда все более сближаются, пока не сливаются в единую трубку (рисунок 4)

Немного позже объединяются также левая и правая миоэпикардиальные пластинки. На первых порах миоэпикардиальная пластинка отделяется от эндокардиальной трубки широкой щелью, заполненной желеобразной субстанцией. Впоследствии происходит их сближение. Миоэпикардиальная пластинка накладывается непосредственно на закладку эндокарда сначала в области венозного синуса, затем предсердий и, наконец, желудочков. Только в тех местах, в которых впоследствии происходит образование клапанов, желеобразная субстанция сохраняется относительно долго .

А - В - поперечные разрезы зародышей на 3 последовательных стадиях формирования трубчатой закладки сердца; А - две парные закладки сердца; Б - их сближение; В - их слияние в одну непарную закладку: 1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - париетальный листок мезодермы; 4 - висцеральный листок; 5 - хорда; 6 - нервная пластинка; 7 - сомит; 8 - вторичная полость тела; 9 - эндотелиаль-ная закладка сердца (парная); 10 - нервная трубка; 11 - ганглиозные (нервные) валики; 12 - нисходящая аорта (парная); 13 - образующаяся головная кишка; 14 - головная кишка; 15 - спинная сердечная брыжейка; 16 - полость сердца; 17 - эпикард; 18 - миокард; 19 - эндокард; 20 - околосердечная сумка; 21 - перикардиальная полость; 22 - редуцирующаяся брюшная сердечная брыжейка. Г - Е - три стадии развития наружной формы сердца: 1 - артериальный проток (конус); 2 - колено артериального отдела; 3 - венозный отдел; 4 - венозный синус; 5 - ушковый канал; 6 - ушки сердца; 7 - правый желудочек; 8 - левый желудочек. Ж - разрез сердца зародыша на стадии формирования перегородок: 1 - левое предсердие; 2 - правое предсердие; 3 - левый желудочек; 4 - правый желудочек; 5, 6 - valvula venosa; 7 - перегородка предсердий; 8 - овальное отверстие; 9 - атриовентрикулярное отверстие; 10 - перегородка желудочков. Рисунок 4 - Развитие сердца (по Штралю, Гису и Борну)

Образовавшаяся непарная закладка сердца соединяется с дорсальной и вентральной стенками полости тела зародыша, соответственно дорсальной и вентральной брыжейками, которые в дальнейшем редуцируются (сначала редуцируется вентральная, а затем дорсальная), и сердце оказывается свободно лежащим, как бы подвешенным, на сосудах, во вторичной полости тела, в полости перикарда. Следует отметить, что наряду с широко распространенным представлением о единстве образования целомических полостей в отношении человека существует мнение о том, что образование полости перикарда происходит ранее формирования брюшной полости и независимо от нее путем слияния отдельных лакун, возникающих в мезодерме головного конца зародыша .

Первоначально сердце представляет собой прямую трубку, затем каудальное расширение сердечной трубки, принимающее венозные сосуды, образует венозный синус. Головной конец сердечной трубки сужен. В это время обнаруживается четкое метамерное строение сердечной трубки. Хорошо различаются метамеры, содержащие материал основных дефинитивных отделов сердца. Расположение их - обратное топографии соответствующих отделов окончательно сформированного сердца.

Показано, что в раннем трубчатом сердце эндокард представлен одним слоем рыхло расположенных эндотелиальных клеток, в цитоплазме которых обнаруживается значительное количество электронноплотных гранул. Миокард состоит из рыхло расположенных полигональных или веретеновидных миобластов, образующих слой толщиной в 2-3 клетки. Цитоплазма их богата водой, содержит большое количество гранулярного материала (предположительно РНК, гликоген), относительно небольшое количество равномерно распределенных митохондрий .

Одним из факторов, характеризующих ранние этапы развития сердца, является быстрый рост первичной сердечной трубки, увеличивающейся в длину быстрее, чем полость, в которой она расположена. Это обстоятельство является одной из причин того, что сердечная трубка, увеличиваясь в длину, образует ряд характерных изгибов, расширений. При этом венозный отдел смещается краниально и охватывает с боков артериальный конус, а артериальный отдел сильно разрастается и смещается каудально. В результате в развивающемся сердце эмбриона можно видеть контуры его основных дефинитивных отделов - предсердий и желудочков. Дальнейшие изменения приводят к образованию четырехкамерного сердца.

Карагандинский Государственный медицинский университет
Кафедра «Пропедевтика детских болезней»
Лектор: д.м.н.
Дюсембаева Найля Камашевна
.
Караганда 2017

Краткие анатомо-физиологические данные сердца

Сердце представляет собой полый мышечный
орган, разделенный на четыре камеры - два
предсердия и два желудочка

СТРОЕНИЕ СЕРДЦА

Левая и правая части сердца
разделены сплошной перегородкой.
Кровь из предсердия в желудочки
поступает
через
отверстия
в
перегородке между предсердиями и
желудочками.
Отверстия снабжены клапанами,
которые открываются только в
сторону желудочков.
Клапаны образованы смыкающимися
створками и потому называются
створчатыми клапанами.

КЛАПАНЫ СЕРДЦА

В левой части сердца клапан
двустворчатый,
в
правойтрехстворчатый.
У места выхода аорты из левого
желудочка
располагаются
полулунные клапаны.
Они
пропускают
кровь
из
желудочков в аорту и легочную
артерию и препятствуют обратному
движению крови из сосудов в
желудочки.
Клапаны
сердца
обеспечивают
движение крови только в одном
направлении.

КРУГИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Кровообращение
обеспечивается
деятельностью сердца и
кровеносных сосудов.
Сосудистая система
состоит из двух кругов
кровообращения:
большого и малого.

БОЛЬШОЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Большой круг начинается от левого
желудочка, откуда кровь поступает в
аорту.
Из аорты путь артериальной крови
продолжается по артериям, которые по
мере удаления от сердца ветвятся и
распадаются на капилляры.
Через тонкие стенки капилляров кровь
отдает питательные вещества и
кислород в тканевую жидкость.
Продукты жизнедеятельности клеток
при этом из тканевой жидкости
поступают в кровь.

БОЛЬШОЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Из капилляров кровь поступает
в мелкие вены, которые,
сливаясь,
образуют
более
крупные вены и впадают в
верхнюю и нижнюю полые
вены.
Верхняя и нижняя полые
вены впадают в правое
предсердие, откуда кровь
попадает в правый желудочек,
а оттуда в легочную артерию.

МАЛЫЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Малый круг кровообращения начинается от правого
желудочка сердца легочной артерией.
Венозная кровь по легочной артерии приносится к капиллярам
легких.
В легких происходит обмен газов между венозной кровью
капилляров и воздухом в альвеолах легких.
От легких по четырем легочным венам уже артериальная
кровь возвращается в левое предсердие.
В левом предсердии заканчивается
малый круг
кровообращения.
Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек,
откуда начинается большой круг кровообращения.

В период внутриутробного развития
кровообращение плода проходит три
последовательные стадии:
желточное
аллантоидное
плацентарное

ЖЕЛТОЧНЫЙ ПЕРИОД

ЖЕЛТОЧНЫЙ ПЕРИОД

от момента имплантации до 2-й недели жизни
зародыша;
кислород и питательные вещества поступают
к зародышу через клетки трофобласта;
значительная часть питательных веществ
скапливается в желточном мешке;
из желточного мешка кислород и необходимые
питательные
вещества
по
первичным
кровеносным сосудам поступают к зародышу.

АЛЛАНТОИДНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ:
с конца
8-й недели до 15-16-й недели беременности;
аллантоис (выпячивание первичной кишки) постепенно
подрастает к бессосудистому трофобласту, неся вместе с
собой фетальные сосуды;

АЛЛАНТОИДНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ
при
соприкосновении
аллантоиса
с
трофобластом
фетальные сосуды врастают в бессосудистые ворсины
трофобласта, и хорион становиться сосудистым;
нарушение васкуляризации трофобласта – основа причин
гибели зародыша.

ПЛАЦЕНТАРНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ
С
3-4 месяца до конца
беременности;
Формирование плацентарного
кровообращения
сопровождается развитием
плода и всех функций плаценты
(дыхательной, выделительной,
транспортной, обменной,
барьерной и т.д.);

РАЗВИТИЕ СЕРДЦА

Формирование кардиогенной области
Миграция ангиогенных пластов
Формирование сердечной трубки
Трансформация сердечной трубки в
четырехкамерный орган
Формирование клапанного аппарата

ЗАКЛАДКА КАРДИОГЕННОЙ ОБЛАСТИ

16-е сутки эмбриогенеза

ДАЛЬНЕЙШЕЕ ДВИЖЕНИЕ КАРДИОГЕННОЙ ОБЛАСТИ

Осуществляется в течение 16-19 суток
эмбриогенеза

Образование сердечной трубки 19-22 недели эмбриогенеза

Первый
триместр
беременности
(эмбриональная фаза развития зародыша)
является критическим, так как в это время
закладываются важнейшие органы человека
(период « большого органогенеза»).
Структурное
оформление сердца и
крупных сосудов заканчивается на 7-8-й
неделе развития эмбриона.

ЭМБРИОГЕНЕЗ

Для сердечно-сосудистой системы характерны ранняя закладка и раннее включение в функцию

Первые сокращения сердца
– 22 день эмбрионального
развития.
Регистрация сердечной
деятельности – 5 неделя.

Эмбриогенез сердца и магистральных сосудов

В течение 5-ой недели эмбрионального
развития
начинаются
изменения,
определяющие внутренний и наружный вид
сердца.
Эти
изменения
происходят
путем
удлинения канала, его поворота и
разделения.

СТАДИИ РАЗВИТИЯ СЕРДЦА

ТРУБЧАТОЕ СЕРДЦЕ
СИГМОВИДНОЕ (S-ОБРАЗНОЕ СЕРДЦЕ)
ЧЕТЫРЕХКАМЕРНОЕ СЕРДЦЕ

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Закладка сердца
начинается на 2-й неделе
внутриутробного развития.
Из сгущения мезенхимальных
клеток образуются сердечные
трубки, которые сливаясь
образуют единую сердечную
трубку.

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Околосердечная полость мало
увеличивается в своих размерах,
вследствие чего на 3-й неделе сердечная
трубка изгибается и сигмовидно
закручивается в виде буквы S.
С 4-й недели начинается разделение
сердца на правое и левое, оно становится
двухкамерным (как у рыб).

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

На 5-й неделе образуется
первичная межпредсердная
перегородка и происходит
деление артериального ствола.
На 6-й неделе в перегородке
возникает овальное отверстие.
Сердце становится 3-камерным с
сообщением между
предсердиями (как у амфибий).

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

На
7-й неделе формируются
створки митрального и
трикуспидального клапанов.
Желудочки разделяются на
правый и левый.
К 8- 9 неделе заканчивается
формирование всех отделов
сердца.

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

При воздействии на зародыш неблагоприятных
факторов может нарушаться сложный механизм
эмбриогенеза сердечно – сосудистой системы, в
результате чего возникают различные врожденные
пороки сердца и магистральных сосудов.

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

ЭМБРИОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Дефекты при поворотах ведут к
обратному расположению сердца, когда
желудочки расположены
справа, предсердия слева.
Эта аномалия сопровождается и
обратным расположением
(situs inversus), частичным или
полным, грудных и брюшных органов.

ДЕФЕКТ МЕЖЖЕЛУДОЧКОВОЙ ПЕРЕГОРОДКИ

ДЕФЕКТ МЕЖПРЕДСЕРДНОЙ ПЕРЕГОРОДКИ

ТЕТРАДА ФАЛЛО

КОАРКТАЦИЯ АОРТЫ

наличие плацентарного кровообращения
нефункционирующий малый круг кровообращения
поступление крови в большой круг кровообращения в
обход малого
наличие двух сообщений между правой и левой половинами
сердца (овальное отверстие
– между правым и левым
предсердиями и боталлов проток – между крупными
кровеносными сосудами (аортой и легочной артерией)
обеспечение всех органов плода смешанной кровью (более
оксигенированная кровь поступает в печень, головной мозг и
верхние конечности)
практически одинаковое низкое АД в легочной артерии и аорте

Особенности кровообращения плода

Капиллярная сеть
хориальных ворсинок
плаценты сливаются в
пупочную вену,
проходящую в составе
пупочного канатика и
несущую
оксигенированную и
богатую питательными
веществами кровь.

Особенности кровообращения плода

В теле плода пупочная
вена направляется к
печени и перед
вхождением в нее через
широкий и короткий
венозный (аранциев)
проток отдает
существенную часть
крови в нижнюю полую
вену, а затем соединяется
со сравнительно плохо
развитой воротной веной.

Особенности кровообращения плода

Тот факт, что одна из ветвей
пупочной вены доставляет печени
через воротную вену чистую
артериальную кровь,
обусловливает относительно
большую величину печени;
последнее обстоятельство связано
с необходимой для
развивающегося организма
функцией кроветворения
печени, которая преобладает у
плода и уменьшается после
рождения.

Особенности кровообращения плода

Пройдя через печень, эта
кровь поступает в нижнюю
полую вену по системе
возвратных печеночных вен.
Смешанная в нижней полой
вене кровь поступает в правое
предсердие.
Сюда же поступает и чисто
венозная кровь из верхней
полой вены, оттекающей из
верхних областей тела.

Из правого предсердия кровь попадает
широко зияющее овальное отверстие, а затем в
левое предсердие, где смешивается с венозной
кровью, прошедшей через легкие.

Особенности кровообращения плода

Из правого предсердия
смешанная кровь поступает в
левый желудочек и далее в
аорту, минуя
нефункционирующий еще
легочный круг
кровообращения.
В правое предсердие впадают,
кроме нижней полой вены, еще
верхняя полая вена.

Особенности кровообращения плода

Венозная кровь, поступающая в
верхнюю полую вену от верхней
половины тела, далее попадает в
правый желудочек, а из
последнего в легочный ствол.
Большая часть крови из
легочного ствола, учитывая
нефункционирующий малый круг
кровообращения, через
артериальный проток переходит
в нисходящую аорту и оттуда к
внутренним органам и нижним
конечностям плода.

Плацентарное кровообращение

Кровь нисходящей аорты (венозная)
обедненная кислородом и богатая углекислым
газом, по двум пупочным артериям
возвращается в плаценту, где эти сосуды
делятся.
В результате ветвления сосудов кровь плода
попадает в капилляры ворсин хориона и
насыщается кислородом.
При этом кровоток матери и плода отделены
друг от друга.

Плацентарное кровообращение

Переход газов крови, питательных веществ,
продуктов метаболизма из материнской крови
в капилляры плода и обратно осуществляется
в
момент
контакта
ворсин
хориона,
содержащих стенку кровеносного капилляра
плода с кровью матери, которая омывает
ворсины через плацентарный барьер уникальной мембраной, которая способна
избирательно пропускать одни вещества, и
задерживать другие, вредные вещества.

Плацентарное кровообращение

При нормально функционирующей плаценте
кровь матери и плода никогда не смешивается
- этим объясняется возможное различие групп
крови и резус-фактора матери и плода.
Однако через плацентарный барьер сравнительно
легко проникают в кровоток плода достаточно
большое количество лекарственных препаратов,
никотин, алкоголь, наркотические вещества,
пестициды, другие токсические химические
вещества, а также целый ряд возбудителей
инфекционных заболеваний.

Особенности кровообращения плода

Несмотря на то, что вообще по сосудам плода течет
смешанная кровь (за исключением пупочной вены
и артериального протока до его впадения в
нижнюю полую вену), качество ее ниже места
артериального протока значительно ухудшается.
Следовательно, верхняя часть тела (голова)
получает кровь, более богатую кислородом и
питательными веществами.

Особенности кровообращения плода

Нижняя же половина тела
питается хуже, чем верхняя, и
отстает в своем развитии. Этим
объясняются относительно
малые размеры таза и нижних
конечностей новорожденного.
Ни одна из тканей плода, за исключением печени,
не снабжается кровью, насыщенной О2 более, чем
на 60%-65%.

Адаптация плода к условиям относительной гипоксии

увеличение дыхательной поверхности плаценты
увеличение скорости кровотока
нарастание содержания НЬ и эритроцитов в крови
плода
наличие Hb F, обладающего более значительным
сродством к кислороду
относительно низкая потребность тканей плода в
кислороде

Особенности кровообращения плода

ЧСС плода с 12-13 недели-составляет 150-160
сокращений в минуту
При нормальном течении беременности этот ритм
исключительно устойчив, но при патологии может
резко замедляться или ускоряться.

КРОВООБРАЩЕНИЕ НОВОРОЖДЕННОГО

Плод переходит из одной среды (полость
матки с ее относительно постоянными
условиями) в другую (внешний мир с его
меняющимися условиями), в результате
изменяется обмен веществ, способы
питания и дыхания.
При рождении происходит резкий переход
от плацентарного кровообращения к
легочному.

С первым вдохом расправляются и
расширяются спавшиеся сосуды легких,
сопротивление в малом кругу снижается
сразу до сопротивления в большом кругу.
С началом дыхания и легочного
кровообращения повышается давление в
предсердиях (особенно левом), перегородка
прижимается к краю отверстия и сброс крови
из правого предсердия в левое
прекращается.

С началом легочного дыхания кровоток
через легкие возрастает примерно в 5
раз. Через легкие начинает проходить весь
объем
сердечного
выброса
(во
внутриутробном периоде только 10%).

Перестройка системы кровообращения

Вследствие уменьшения сопротивления в
легочном русле, увеличения притока крови
в левое предсердие, уменьшения давления в
нижней полой вене происходит
перераспределение давления в предсердиях
и шунт через овальное окно - сообщение
между правым и левым предсердиями перестает функционировать в ближайшие
3-5 часов после рождения ребенка.

Перестройка системы кровообращения

Раньше всего (в первые месяцы
постнатальной жизни) функционально
закрывается артериальный (боталлов)
проток - сообщение между аортой и
легочной артерией, благодаря сокращению
гладких мышц стенки сосуда.

Перестройка системы кровообращения

У
здоровых
доношенных
новорожденных
артериальный проток, как правило, закрывается к
концу первых-вторых суток жизни, но в ряде
случаев может функционировать в течение
нескольких дней.
У недоношенных новорожденных функциональное
закрытие артериального протока может происходить
в более поздние сроки.
Позже (у 90% детей примерно к 2 мес.) происходит
его полная облитерация.

Перестройка системы кровообращения

Пупочная вена с аранциевым протоком
(венозным протоком) - сообщение между
пупочной веной и нижней полой веной
превращается в круглую связку печени.

Перестройка системы кровообращения

Примерно
в
3
мес.
происходит
его
функциональное
закрытие
имеющимся
клапаном, затем клапан прирастает к краям
овального окна, и формируется целостная
межпредсердная перегородка.
Полное закрытие овального окна обычно
происходит к концу первого года жизни, но
примерно у 50% детей и 10-25% взрослых в
межпредсердной
перегородке
обнаруживают
отверстие, пропускающее тонкий зонд, что не
оказывает существенного влияния на гемодинамику.

ПЕРЕМОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ В ПОСТНЕОНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ

Закрытие фетальных сосудов.
Переключение работы правого и
левого сердца из параллельных в
последовательно
работающие
насосы.
Включение
сосудистого
русла
легочного круга кровообращения.
Рост
сердечного
выброса
системного сосудистого давления.
и

Перестройка системы кровообращения

Закрытие фетальных отверстий
(артериального протока и
овального окна) приводит к
тому, что малый и большой
круги кровообращения
начинают функционировать
раздельно.
Кровообращение начинает
осуществляться по взрослому

Сердце человека начинает развиваться очень рано (на 17-й день внутриутробного развития) из двух мезенхимных закладок, которые превращаются в трубки. Эти трубки затем сливаются в непарное простое трубчатое сердце, расположенное в области шеи, которое кпереди переходит в примитивную луковицу сердца, а кзади - в расширенный венозный синус. Его передний отдел артериальный, задний - венозный. Быстрый рост фиксированного среднего отдела трубки приводит к тому, что сердце изгибается S-образно. В нем выделяют предсердие, венозный синус, желудочек и луковицу с артериальным стволом. На внешней поверхности сигмовидного сердца появляются предсердно-желудочковая борозда (будущая венечная борозда дефинитивного сердца) и луковично-желудочковая борозда, которая после слияния луковицы с артериальным стволом исчезает. Предсердие сообщается с желудочком узким предсердно-желудочковым (ушковидным) каналом. В его стенках и у начала артериального ствола образуются валики эндокарда, из которых формируются атрио- вентрикулярные клапаны, клапаны аорты и легочного ствола. Общее предсердие быстро растет, охватывает сзади артериальный ствол, с которым к этому времени сливается примитивная луковица сердца. По обеим сторонам артериального ствола спереди видны два выпячивания - закладки правого и левого ушек. На 4-й неделе появляется межпредсердная перегородка, она растет вниз, разделяя предсердия. Верхняя часть этой перегородки прорывается, образуя межпредсердное (овальное) отверстие . На 8-й неделе начинают формироваться межжелудочковая перегородка и перегородка, разделяющая артериальный ствол на легочный ствол и аорту. Сердце становится четырехкамерным. Венозный синус сердца сужается, превращаясь вместе с редуцировавшейся левой общей кардинальной веной в венечный синус сердца, который впадает в правое предсердие.

Сердце развивается из мезодермы на 3-й неделе эмбриогенеза в виде парных трубок (мешочков) на уровне глотки по обе стороны от первичной кишки между энтодермой и спланхноплеврой. Сливаясь, эти закладки образуют одну трубку - трубчатое сердце с двухслойной стенкой. В дальнейшем из внутреннего слоя трубки образуется эндокард, а из наружного – миокард и эпикард. Закладка сердца расположена в области шеи. Краниально она пeреходит в артериальный ствол, а каудально - в расширенный венозный синус.

Средний отдел трубчатого сердца интенсивно растет и приобретает форму дуги, т.к. краниальный и каудальный отделы закладки сердца фиксированы остатками дорсальной брыжейки сердца. Место изгиба – будущая верхушка сердца, краниальная часть дуги – будущий артериальный отдел, а каудальная часть – венозный отдел сердца.

В последующем средний отдел дуги изгибается, приобретая S-образную форму (сигмовидное сердце). При этом предсердие и редуцированный венозный синус оказываются дорсально и находится в восходящем отделе сигмовидного сердца, а желудочек и артериальный ствол в его переднем выпуклом отделе.

На внешней поверхности сигмовидного сердца появляется предсердно-желудочковая борозда (будущая венечная борозда). Предсердие сообщается с желудочком предсердно-желудочковым (ушковидным) каналом, на стенках которого возникают вентральное и дорсальное утолщения – предсердно-желудочковые эндокардиальные валики, из которых в последующем развиваются двух- и трехстворчатые клапаны.

В устье артериального ствола образуются 4 эндокардиальных валика (передний, задний и два боковых), которые после формирования перегородки превращаются в полулунные заслонки клапанов аорты и легочного ствола.

На 4-й неделе эмбриогенеза от верхне-заднего отдела внутренней поверхности общего предсердия растет первичная межпредсердная перегородка в сторону предсердно-желудочкового отверстия и разделяет общее предсердие на правое и левое.

Однако это разделение не полное, т.к. в перегородке сохраняется широкое первичное межпредсердное отверстие. Справа от первичной перегородки от верхне-задней стенки предсердия растет вторичная межпредсердная перегородка, которая срастается с первичной, полностью разделяя оба предсердия. Краниальный отдел вторичной перегородки прорывается, образуя вторичное межпредсердное отверстие (овальное отверстие).

В начале 8-й недели эмбриогенеза на задненижней стенке закладки желудочков образуется складка – будущая межжелудочковая перегородка, которая растет вперед и вверх. Одновременно в артериальном стволе появляются две складки, которые растут навстречу друг другу и вниз; сливаясь, они образуют аорто-легочную перегородку, которая отделяет восходящую часть аорты от легочного ствола и делит 4 эндокардиальных валика на полулунные створки: 1 переднюю и 2 задних для легочного ствола, 2 передних и 1 заднюю для аорты. Продолжаясь вниз, эта перегородка растет навстречу межжелудочковой перегородке, образуя ее перепончатую часть.

В связи с возникновением перегородок (межжелудочковой, аорто-легочной, межпредсердной) образуется четырехкамерное сердце. В процессе развития сердце из шейной области постепенно опускается в грудную полость, где в зависимости от возраста меняет свое положение.

Исследование морфогенеза сердца и становление формы органа на ранних этапах развития является не только теоретической, но и большой практической проблемой. Знание динамики развития органов и структурных особенностей в различные сроки пренатального периода позволяют врачу скорригировать патологию развития .

Уже на ранних стадиях кардиогенеза морфогенетические особенности в строении сердечной стенки имели следующие характеристики. Стенка предсердия характеризовалась достаточно интенсивным сближением эндотелия и миокарда, что в свою очередь сопровождалось быстрой и полной редукцией кардиогеля в этой области. Миокард состоит из рыхло расположенных полигональных или веретенообразных миобластов, которые образуют слой толщиной в 2-3 клетки. Стенка желудочка формировалась с частичным сохранением кардиогеля, что приводило к рыхлому соединению эндотелиального слоя с миокардом, образованию многочисленных трабекул с остатками кардиогеля между этими тканями. Между первичным предсердием и желудочком формируется атриовентрикулярный канал. В результате сохранения кардиогеля между слоями первичной сердечной трубки в этом отделе начинают формироваться так называемые эндокардиальные подушки - складки эндокарда, заполненные кардиогелем и обращенные в просвет сердечной трубки. Сначала образуется две эндокардиальные подушки (передне-верхняя и задне-нижняя), а позже на боковых поверхностях атриовентрикулярного канала формируется еще две латеральные эндокардиальные подушки, размеры которых значительно меньше.

Сохранение кардиогеля является характерной чертой и для конусно-стволовой области (конотрункус). Здесь кардиогель формирует так называемые эндокардиальные гребни, которые в дальнейшем активно участвуют в разделении конотрункуса на аорту и легочный ствол. Таким образом, уже на самых ранних этапах кардиогенеза, морфогенетические особенности в строении сердечной стенки выражены неоднородно, а сохранение остатков кардиогеля в некоторых сегментах эмбрионального сердца говорит о его прямом участии в механизмах септации. В результате процессов эпителиально-мезенхимных превращений в области эндокардиальных подушек постепенно происходит заполнение пространства подушек мезенхимными клетками. Миокард желудочков в этот период представлен компактным слоем пучков кардиомиоцитов, но в его толще происходят процессы расслоения (деляминации) мышечных пучков и образования пространства (деляминационной щели) таким образом, что до конца 6-го неделе эмбриогенеза весь миокард атриовентрикулярного канала разделен на 2 части. В результате процесса деляминации от стенки атриовентрикулярного канала отделяется так называемая деляминационная пластинка, которая несет на себе эндокардиальные подушки.

Нами было установлено, что материал эндокардиальных подушек используется для формирования клапанного аппарата сердца (атриовентрикулярных и полулунных клапанов сердца), мезенхимной первичной межпредсердной перегородки и перепончатой части межжелудочковой перегородки, атриовентрикулярного канала. Первичная межжелудочковая перегородка растет интенсивно, вследствие чего размер межжелудочкового отверстия значительно уменьшается. На 8-й неделе эмбриогенеза сформирована нижняя треть межжелудочковой перегородки. Она формируется трабекулами апикальной части стенки желудочка и достаточно хорошо выражена. До конца 8-ой недели начинается формирование перепончатой части межжелудочковой перегородки за счет соединительной ткани, которая представлена мезенхимными клетками эндокардиальных подушек атриовентрикулярного канала и конотрункуса. Первичная межпредсердная перегородка по происхождению является мезенхимной и связана с мезенхимой эндокардиальных подушек атриовентрикулярного канала. К 8-ой неделе пренатального онтогенеза происходит формирование вторичной межпредсердной перегородки, которая имеет мышечное происхождение и схожа по строению со стенкой предсердия. По окончании роста вторичной перегородки остается овальное отверстие. Когда верхняя часть первичной перегородки постепенно редуцируется, остаточная часть ее становится заслонкой овального отверстия.

В ранний плодный период продолжаются морфогенетические особенности строения как отдельных структурных компонентов стенки сердца человека, так и сердца в целом. На 9-12-ой неделе пренатального развития в миокарде сердца человека выразительно оказываются три клеточные слои (трабекулярний, губчатый и компактный), что различается характером компоновки кардиомиоцитов. В это же время деляминационной пластинки, уже не существует, она разделяется на отдельные мускульные тяжи, покрытые эндокардом, образовывая сосцевидные мышцы. Верхушка первичной сосцевидной мышцы непосредственно переходит в створку клапана, которая к 19-й неделе развития превратится в сухожильную нить. Миокард стенки предсердия представлен миоцитами компактного слоя, который в этот период, образует продольные мускульные пучки, ориентированные на протяжении стенки предсердия с наличием узких межмышечных пространств, заполненных соединительной тканью, разных за величиной, что свидетельствует о разной степени компактизации миокарда стенки предсердия. Миокард стенки желудочков представлен, главным образом, клетками компактного слоя. В этот период развития в стенке миокарда определялись группы мышечных волокон, которые различаются по своей ориентации. Общим является трехслойность его строения, причем как в правом, так и в левом желудочке направления волокон имеют одинаковый характер: внутренний и наружный - продольный, средний - циркулярный.

В стенке предсердий в этот период особые изменения затрагивают левое и правое ушки. В стенке правого ушка происходит формирование трабекул четко отграниченных друг от друга, в отличие от стенки левого ушка, где процессы дифференцировки отстают во времени, что объясняет более развитую мышечную часть стенки правого ушка в последующих возрастных группах и в постнатальном онтогенезе.

Таким образом, морфогенетические особенности в эмбриональный и ранний плодный периоды кардиогенеза выражены неоднородно. Характеристика отдельных структурных компонентов морфогенеза сердца позволяет уточнить их участие в механизме септации,а также сформировать представление о тех периодах повышенной чувствительности эмбриона и плода, когда развиваются и дифференцируются не только отдельные компоненты стенки сердца, но и сердце в целом.