Сердце является первым функциональным органом в позвоночном эмбрион. В развитии сердца 5 стадий .
Этапы развития сердца [ править ]
Инициирование [ править ]
Спецификация сердечных клеток-предшественников: латеральная пластинка мезодермы расслаивается, образуя два слоя: дорсальную соматическую (париетальную) мезодерму и вентральную внутреннюю (висцеральную) мезодерму. Клетки-предшественники сердца происходят из двух областей висцеральной мезодермы, которые называются кардиогенной мезодермой . Эти клетки могут дифференцироваться в эндокард, выстилающий камеру сердца и клапаны, и миокард, который формирует мускулатуру желудочков и предсердий.
Клетки сердца специфицируются в передней мезодерме белками, такими как Dickkopf-1, Nodal и Cerberus, секретируемыми передней энтодермой . Действуют ли Dickkopf-1 и Nodal непосредственно на сердечную мезодерму, является предметом исследования, но кажется, что они действуют, по крайней мере, косвенно, стимулируя продукцию дополнительных факторов из передней энтодермы. Эти ранние сигналы необходимы для формирования сердца, так как удаление передней энтодермы блокирует формирование сердца. Передняя энтодерма также достаточна для стимуляции дифференцировки сердца, поскольку она может индуцировать некардиогенную мезодерму из более задних положений эмбриона с образованием сердца.
Секреция ингибиторов Wnt (таких как Cerberus, Dickkopf и Crescent) передней энтодермой также предотвращает подавление образования сердца Wnt3a и Wnt8, секретируемые нервной трубкой. Хорда секретирует антагонисты BMP (Chordin и Noggin), чтобы предотвратить образование сердечной мезодермы в неподходящих местах.
Другие кардиогенные сигналы, такие как BMP и FGF, активируют экспрессию специфичных для сердца факторов транскрипции, таких как гомеодоменный белок Nkx2.5 . Nkx2.5 активирует ряд нижестоящих факторов транскрипции (таких как MEF2 и GATA), которые активируют экспрессию специфических белков сердечной мышцы. Мутации в Nkx2.5 приводят к порокам развития сердца и врожденным порокам сердца.
Шаг 1. Формирование трубы [ править ]
Миграция сердечных клеток-предшественников и слияние зачатков: сердечные клетки-предшественники мигрируют вперед по направлению к средней линии и сливаются в единую сердечную трубку. Фибронектин во внеклеточном матриксе направляет эту миграцию. Если это миграционное событие заблокировано, возникает cardia bifida, где два сердечных зачатка остаются разделенными. Во время слияния сердечная трубка формируется вдоль передней / задней оси для различных областей и камер сердца.
Окружающий мезокард дегенерирует, оставляя примитивное сердце прикрепленным только своими артериальными и венозными концами, которые анатомически прикреплены к глоточным дугам и поперечной перегородке соответственно. Затем развивающееся трубчатое сердце складывается вентрально и выпирает в пяти участках по своей длине: первый и ближайший к артериальному концу - артериальный ствол, затем следует бульбус сердцевидный, первичный желудочек, примитивное предсердие и венозный синус. Все пять эмбриональных расширений примитивного сердца развиваются во взрослые структуры сердца.
Шаг 2. Зацикливание [ править ]
Сердечная трубка претерпевает правую петлю для изменения полярности с передней / задней на левую / правую. Подробный механизм неизвестен, однако для образования петель необходим асимметрично локализованный фактор транскрипции Pitx2 . Направление асимметрии устанавливается намного раньше во время эмбрионального развития, возможно благодаря вращению ресничек по часовой стрелке , и приводит к двусторонней экспрессии Pitx2. Зацикливание также зависит от специфических белков сердца, активируемых Nkx2.5, таких как Hand1 , Hand2 и Xin.
Формирование сердечных камер: судьбы клеток сердечных камер характеризуются до образования петли сердца, но не могут быть различимы до тех пор, пока не будет образована петля. Hand1 локализуется в левом желудочке, а Hand2 - в правом желудочке.
Шаг 3. Формирование перегородки [ править ]
Правильное расположение и функция клапанов имеют решающее значение для формирования камеры и правильного кровотока. До этого времени эндокардиальная подушка служит импровизированным клапаном.
Шаг 3 (а): Перегородка предсердий [ править ]
Примитивным предсердие делится на две части путем объединения нескольких структур. С крыши примитивного предсердия спускается первичная перегородка , которая растет к эндокардиальным подушкам внутри предсердного канала . Прямо перед слиянием первичной перегородки с эндокардиальными подушками есть временное пространство, называемое первичным затылком. Как только они сливаются, в середине первичной перегородки образуется новое отверстие, называемое ostium secundum или foramen secundum . Справа от septum primum, а также спускается с крыши примитивного атриума , спускается полулунная перегородка, называемая septum secundum.. Свободные края вторичной перегородки образуют отверстие, называемое овальным отверстием , которое закрывается после рождения, когда первичная перегородка и вторичная перегородка сливаются друг с другом, завершая формирование межпредсердной перегородки .
Канал предсердий, в свою очередь, разделен на правую и левую стороны предсердно-желудочковой перегородкой, которая происходит от соединения дорсальной и вентральной подушек эндокарда . Правая сторона предсердного канала станет трехстворчатым клапаном, а левая - двустворчатым клапаном .
Дефекты образования атриовентрикулярной перегородки вызывают дефекты атриовентрикулярной перегородки , в том числе стойкий атриовентрикулярный канал и атрезию трикуспидального клапана .
Шаг 3 (b): Желудочковая перегородка [ править ]
Дно на средней линии первичного желудочка образует межжелудочковую перегородку , разделяющую камеру на две части. IV перегородка растет вверх к эндокардиальной подушке. По мере роста появляется межжелудочковое отверстие , которое в дальнейшем закрывается немышечной IV перегородкой.
Дефекты образования межжелудочковой перегородки вызывают дефекты межжелудочковой перегородки , которые соединяют оба желудочка.
Шаг 4: Перегородка оттока [ править ]
Артериальный ствол и прилегающий к нему bulbus cordis разделяются клетками нервного гребня . [1] Как только клетки туловищного гребня встречаются с клетками бульбарного гребня, они скручиваются друг вокруг друга по спирали, когда они сливаются и образуют аортопульмональную перегородку . [2] На этом заканчивается отделение аорты от легочного ствола . [3]
Дефекты этого процесса, известные как дефект аортопульмональной перегородки , вызывают стойкий артериальный ствол , неравномерное разделение артериального ствола, транспозицию магистральных артерий , стеноз аортального и легочного клапанов или тетралогию фалло .
Шаг 5: Формирование сердечного клапана [ править ]
Формируются сердечные клапаны .
Нарушения этого процесса известны как пороки сердца .
Ссылки [ править ]
- ^ Maschhoff KL, Baldwin HS (2000). «Молекулярные детерминанты миграции нервного гребня». Являюсь. J. Med. Genet . 97 (4): 280–8. DOI : 10.1002 / 1096-8628 (200024) 97: 4 <280 :: АИД-AJMG1278> 3.0.CO; 2-N . PMID 11376439 .
- Перейти ↑ Kirby ML, Gale TF, Stewart DE (1983). «Клетки нервного гребня способствуют нормальной аортопульмональной перегородке». Наука . 220 (4061): 1059–61. DOI : 10.1126 / science.6844926 . PMID 6844926 .
- ^ Jiang X, Rowitch DH, Сориано P, McMahon AP, Sucov HM (2000). «Судьба нервного гребня сердца млекопитающих ...». Развитие . Кембридж, Англия. 127 (8): 1607–16. PMID 10725237 .
Внешние ссылки [ править ]
- Интерактивный 3D-модуль кардиологической эмбриологии (требуется Flash Player 10)
- ] http://php.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Cardiac_Embryology Эмбриология сердца] в UNSW
