胎儿的心血管早期胚胎发育

第一节　胎儿的心血管早期胚胎发育

一、胚胎初始血循环的形成

在胚胎发育中，胎儿血循环建立较早。首先，卵黄囊壁上的胚外中胚层细胞在局部积聚成团，称为血岛（blood island〕。在其周边的细胞分化为扁平的内皮细胞，血岛的中央部分细胞变为圆形，形成游离状的造血干细胞。其相邻的内皮细胞相互连接，从而形成最早的毛细血管。随着胚胎发育，在体蒂或绒毛膜处的胚外中胚层也以同样的方式建立早期的毛细血管。这些毛细血管的分支逐渐延伸并相互连接，从而形成胚胎外的毛细血管网。然后，在胚胎内的间充质内出现许多裂隙，裂隙周围的细胞分化成内皮细胞，形成胚胎内的毛细血管网。这些毛细血管以出芽的方式发出分支，并逐渐延长和相互连接，建立起胚胎内的毛细血管网。第3周末或第4周初，心血管形成并开始节律性地搏动，从而开始了胎儿早期的血液循环。

二、胚胎早期心血管的形成

胚胎发育第3周时，在口咽膜头端两侧的中胚层内，各出现了一群细胞，形成生心索。在生心索的背侧出现一个腔，为心周体腔。随着生心索由口咽膜的头侧转移到咽的腹侧，心周体腔也随之由背侧转移到腹侧，同时，生心索形成左右两条并列的纵管，称为原始心管。

三、早期心脏结构的形成

心脏开始发育至21～23天，心管就开始跳动，但此时心跳对血液循环并无实际意义，至第4周末，心血管进一步发育后，心血管系统才开始有循环功能。

（一）心脏外形的演变

最初的发育过程是先在围心腔内形成一直管，即为心管。心脏壁由内外两层构成，内层发育成内膜，外层发育成心肌组织和心外膜。然后，心管发生两个缩窄环，将心管分为三个部分，从头端至尾部分别为心室和心房。在心房的尾部再出现一个膨大的部分，名为静脉窦。在其末端再分出两个角。在其后的发育中，由于心管的发育较围心腔快，受围心腔的限制，心管的发育不能在纵向上延伸，而只能弯曲，动脉球和心室可见的弯曲部分向围心腔尾端的右侧突出而形成“U”字形。这时，心房连同静脉一起移向心室的背面头侧左上方，心管也随之成“S”形。其后，由于大部分回心血液集中于静脉窦的右角而逐渐扩大，左角血液较少而逐渐缩小。由于心房腹侧有动脉球又称心球，背侧紧靠食管，前后发育均受限制，故只能向左右两侧扩展而形成左右心房。

随着心室的发育和扩大，逐渐将动脉球的一部分吸收进来，动脉球与心室间的深沟也随之变浅。此时，心房与心室间的缩窄也更加明显，于是房室连接处形成一缩窄通道，即为房室管，同时，心室部分的表面形成一纵向沟，称室间沟。在第4周末，心脏外表已初步成形，但其内部仍为管状，尚未分隔。此期，超声可检测到心脏位于初具人形胎儿胸腔部位。彩色多普勒超声可在胎儿胸腔部位测到红蓝色不同方向的血流信号。

（二）心脏内部的分隔

随着心脏外部逐渐成形，自胚胎第5周开始，其内部也逐渐开始分隔：

1．房室管的分隔。在房室管背腹两侧的正中线上的心内膜组织开始增厚，形成两个心内膜垫。至第6周时，背腹两个心内膜垫的中央部分融合，将房室管分成左右两个管道，即左心房室管，以后，房室管之间的心内膜垫向左发育成二尖瓣的前叶，向右发育形成三尖瓣隔叶，此时，部分发育不完全可形成先天性二尖瓣、三尖瓣裂隙或发育不良致使瓣膜关闭不全。

2．心房的分隔。在心内膜垫发育的同时，于心房背侧的顶部正中线上，先形成一“镰”状隔膜，即第一隔。此隔向心内膜垫方向生长，但与心内膜垫不相连，两者之间形成一孔，即第一房间孔，亦称原发孔。此孔的作用是使两房的血液相流通，以后，心内膜垫组织向上朝第一隔下缘生长，将第一孔封闭。同时，在第一孔封闭之前，第一隔头侧的部分隔膜又逐渐吸收形成另一孔，称为第二孔。其功能是代替第一孔，使左右心房仍能相通。如果第一隔发育不良，或其后吸收过多，常遗留过大的空隙，即为生后的继发孔缺损。第二孔形成的同时，于第一隔的右侧又发育略厚的一隔膜，即第二隔，此隔向心内膜垫方向生长，但最终并不完全与心内膜垫融合，而是留下一孔，即所谓的卵圆孔，其位置恰在第二房间孔的稍下方，两孔交错重叠，使第一房间隔正好从左侧覆盖卵圆孔。这时，覆盖卵圆孔的第一隔由于较薄，形成活瓣，起到控制卵圆孔血流瓣膜的作用，也就是说，活瓣的作用是只允许右房血液流向左心房，而左心房血流不能流入右心房，从而维持正常胎儿的血液循环。

3．心室的分隔。球隔、房隔发育的同时，在室间沟相对应的心室腔内部也形成分隔。将心室腔分隔成左右不相同的两个腔，即左、右心室腔。首先在心室底部心尖处发育一个半月形的肌性隔膜，即肌性室间隔。这个隔膜起初并不与心内膜垫相融合，两者之间形成一个孔，即室间孔。随后，肌性室间隔的结缔组织向心内膜垫方向发育，心内膜垫向心室方向生长以及动脉球嵴末端向心室方向延伸，三者相互融合，共同形成心室间隔的膜部，正因为这部分间隔发育来自不同组织，所以，任何一部分的发育不完全都会形成大小不同部位各异的缺损，这也正是大多数室间隔缺损好发生在这里的胚胎学基础。

4．动脉球的分隔。最初，动脉球内膜局部先增厚，形成两个相互对应的螺旋状走形的嵴，成为动脉球嵴。球嵴从顶端向心室方向发展，约在胚胎第8周时，两个球嵴在中线融合，于是动脉球被分隔成两条不相通而成盘绕走形的管道，即一条为主动脉，通入左心室，另一条为肺动脉，通入右心室。肺动脉在起始部位于主动脉的右侧，继而绕到主动脉的腹侧，在分叉处再绕到主动脉的背侧。故正常的主动脉与肺动脉起始部并不完全平行，而基本上是交叉走行。这一结果是由于出自左右心室的血流方向不同而形成的。另外，主动脉球嵴的末端还参与室间隔膜部的形成。主动脉和肺动脉起始部管腔的内膜组织局部增厚，最后发育成两组半月瓣。如果此期球管分隔或与心室连接关系发育不正常，可形成法洛四联症、永存动脉干或大血管转位等畸形。