心的胚胎发生

Contents:1.EarlyEmbryonicDevelopment2.FormationofPrimitiveCardiovascularSystem3.DevelopmentofHeart,EmbryonicDevelopmentofHeart,宋本才,Sperm（精子）Notochord（脊索）Spermiation（排精）Epiblast（上胚层）Ovum（卵子）Hypoblast（下胚层）Ovulation（排卵）Cytotrophoblast（细胞滋养层）Zygote（受精卵）Endoderm（内胚层）Cleavage（卵裂）Mesoderm（中胚层）Morula（桑椹胚）Ectoderm（外胚层）Blastocyst（胚泡）Primitivestreak（原条）Blastocystcavity（胚泡腔）Amnioticcavity（羊膜腔）Conception（妊娠）Fertilization（受精）Yolksac（卵黄囊）Angioblasticcord（成血管细胞索）Foregut（前肠）Oropharyngealmembrane（口咽膜）Cloacalmembrane（泄殖腔膜）bulboventricularloop（球室袢）Truncusarteriosum（动脉干）Bulbuscordis（心球）Sinusvenosus（静脉窦）Bulbusarteriosuscordis（心动脉球）Foramenovale（卵圆孔）Endocardialcushion（心内膜垫）Atrioventricularcanal（房室管）Vitellineveins（卵黄静脉）Pericardialcoelom（围心腔）Angioblasticcord（生心索，板）Amnion（羊膜）,1.EarlyEmbryonicDevelopment,Humandevelopmentisacontinuousprocess,andiscustomarytodivideintoprenatal(embryonicdevelopment,beforebirth)andpostnatalperiods.Theprenatalperiod(embryonicdevelopmentperiod)beginsatconceptionorfertilization,theprocessduringwhichamalegameteorsperm(spermatozoon)uniteswithafemalegameteoroocyte(ovum)toformasinglecellcalledzygote(fertilizedovum),andendsatbirth.Thisprocesslasts38weeks(about266days).,Theprenatalperiodisfurtherdividedinto3stages.Pre-embryonicperiod(1and2weeksafterfertilization).Theprincipaldevelopmentalchangesduringthisperiodarefertilization,cleavage,formationofmorula,implantation(imbed),andformationofbilaminargermdisc.,Embryonicperiod(from3weeksuntil8weeks).Thisperiodisthecrucialstageoftheembryonicdevelopment,becauseformationofallorgan-systemsandmostdevelopmentaldefectsoccurduringthisperiod.Theearlydevelopmentofcardiovascularsystemoccursduringthisperiodaswell.Fetalperiod(betweentheagesof9and38weeks).Duringthisperiod,exceptsomedevelopmentalchangesoccur,fetuscontinuouslygrowsuntilformationofanewindividual.,Thepostnatalperiodbeginsatbirthandendsbytheageof25years.Thisperiodissubdividedinto(1).infancy(婴儿期babyhood,thefirstyearafterbirth);(2).childhood(儿童期from13monthsuntil12to13years);(3).puberty(青春期betweentheagesof12and15yearsingirls;13and16inboys);(4).adolescence(青少年期from12to17years)；(5).adulthood(成年期betweentheagesof18and25years).,人的胚胎发生、发育始于两性生殖细胞的结合，止于胎儿出生，历经38周。12周为胚前期，这一时期胚胎发生的主要过程为授精、卵裂、胚泡形成和植入，二胚层形成。38周为胚期，这一时期胚胎发生的主要过程为各器官系统的分化，是胚胎发生的关键时期，大多数发育缺陷发生于这一时期。心血管系统从胚胎第3周心前细胞出现开始，至第8周形成四腔的胎心和血管为止，完成其早期发育。938周（后30周）为胎儿期，在这一时期胚胎发育成熟，形成一个新的个体。,胚前期：12周胚期：38周胎儿期：938周,胚前期（第1周）,D6,D7,授精、卵裂、桑椹胚和胚泡形成、开始植入,囊胚腔,胚泡,孵化,胚前期（第2周）,D8,D9,进一步植入和二胚层胚盘形成,胚泡腔,（合胞体滋养层）,（胚外体腔膜）,Blastocystcavity,Exocoelomiccavity,Primaryyolksac,D10,D12,D13,D14,（胚外体腔）,胚期（第3周初），胚盘的部分上胚层细胞迅速增殖，并由胚盘的两侧向尾侧的中轴线处迁移，形成一条细胞增厚区，称为原条(primitivestreak)。原条头侧端的细胞增殖较快，形成结节状肥厚区，称为原结(primitiveknot)。原条细胞继续增殖，并向腹侧迁移，原条背侧出现沟状凹陷，称为原沟(primitivegroove)。,胚期A.第3周-三胚层胚盘的形成,原沟腹侧的上胚层细胞在上、下胚层之间向腹外侧迁移，部分细胞进入下胚层(hypoblast)，并逐渐取代了下胚层细胞，形成一新的细胞层，称为内胚层(endoderm)。由上胚层(epiblast)来的另一部分细胞则在上、下胚层之间形成中胚层(mesoderm)，它在胚盘的边缘与胚外中胚层(extroembryonicmesoderm)相连。此时，上胚层则改称为外胚层(ectoderm)。由此可见，三胚层胚盘中的内胚层、中胚层和外胚层均来自二胚层胚盘的上胚层。,三胚层的形成,原结中央凹陷形成原凹。原凹处的外胚层细胞向腹侧增殖，并向头侧迁移，在内、外胚层之间经复杂的演变最终形成一条细胞索，称为脊索(notochord)。脊索在人胚早期仅起一定的支持作用，以后逐渐退化，在成人形成椎间盘中央的髓核。在脊索的头端和原条的尾端各有一个内、外胚层直接相贴形成的薄膜区，分别称为口咽膜和泄殖腔膜。,头侧,尾侧,头侧,尾侧,在第3周，由于中胚层、脊索和胚盘头部增长迅速，原条生长缓慢并向尾端退缩，至第4周时原条已退化消失。原条第3周初出现，第4周消失。,头侧,尾侧,在第3周末，圆盘状的二胚层胚盘变为头侧略大、尾侧较小的三胚层胚盘。由此可见，第3周的主要发育过程是从二胚层胚盘发育为三胚层胚盘。,卵黄囊,Mesoderm:ParaxialmesodermIntermediatemesodermLateralplatemesoderm,胚期B.第48周-各器官系统原基的形成,胚期的第48周，三胚层逐渐分化，形成各器官系统的原基（primodium）。至胚胎第8周末，人体雏形初步形成。此时初具雏形的胚胎约3cm长，2.27克重。三胚层胚盘发育为人体雏形的演变过程是一个质变的过程，也是胚胎发育的最关键时期（crucialstage）。,第8周时人体外观,胎儿期（938周）,从胚胎第9周开始，胚胎逐渐长大，各器官、系统继续发育，且多数器官开始进行不同程度的功能活动，直至第38周末发育成一个新的个体。这一时期是胚胎发育的量变过程。,心血管系统是胚体内最早形成并执行功能的器官系统。原始心血管系统的形成大约发生于第2周末第3周末的胚胎，至第3周末（2122天）开始血液循环。心血管系统的最早形成使早期的胚胎能有效的获取营养物质和排除代谢废物，这有利于其它器官系统的发育。心血管系统的发育和其它器官系统一样是一个复杂的过程，它由中胚层分化而来。首先形成原始的心管，在此基础上再进一步经过生长、合并、扩大、萎缩、吸收和分隔等极其复杂的过程而逐渐完善。,2.FormationofPrimitiveCardiovascularSystem,胚胎第2周末，来自卵黄囊、体蒂和绒毛膜的胚外中胚层间充质细胞首先分化增殖形成细胞团或细胞索，称为血岛。不久，血岛周围的细胞分化为扁平的内皮细胞，并围成管道，即早期的原始血管。血岛中央的细胞则分化为原始的血细胞，即造血干细胞。原始血管不断的延伸并与相邻血岛形成的原始血管相连，逐渐形成了胚外中胚层的毛细血管网。随后，胚体各处的间充质内出现许多裂隙，裂隙周围的细胞分化为内皮细胞，并以和胚外中胚层毛细血管网形成的相同方式形成胚内毛细血管网。,Earlydevelopmentofbloodvessels,D10,D12,D13,D14,什么是胚外中胚层？,由可能是来自下胚层的细胞在细胞滋养层和胚外体腔膜之间形成的一疏松组织层，该层包绕羊膜腔和初级卵黄囊。,Vasculogenesis:,byassemblyofindividualcellprecursors.,bybuddingandbranchingfrompreexistingvessels.,Angiogenesis:,yolksacendoderm,Mesenchymalcells,hemangioblastcluster,primitivebloodcells,bloodislands,endothelialcells,（成血管细胞）,Sproutingofbloodvesselsandremodelingofvascularbeds,BloodislandPrimitivebloodvesselNetworksofendothelialchannelsFormationoftheprimitivecardiovascularsystem3rdweekend,第3周末，胚外和胚内的内皮管网经过体蒂彼此沟通，起初形成的是一个弥散的原始血管网，分布于胚体内、外的间充质中。此后，其中有的原始血管因相互融合及血液汇流而增粗，有的则因血流减少而萎缩或消失，这样便逐渐形成原始心血管系统并开始血液循环。原始血管在结构上无动、静脉之分，根据他们与发育中的心管的联系而命名为动脉或静脉。,原始心血管系统左右对称，其组成包括：心管：一对，位于前肠腹侧。胚胎发育至第4周时，左右心管合并为一条。动脉：背主动脉1对，位于原始肠管的背侧，以后从咽至尾端的左、右背主动脉合并为一条，沿途发出许多分支。向腹侧发出数对卵黄动脉，分布于卵黄囊，还有一对脐动脉经体蒂分布于绒毛膜和绒毛；向背侧发出许多成对的节段间动脉；向两侧还发出其他一些分支。,（绒毛膜）,Posteriorcardinalveins,心,卵黄动脉（数对）,脐动脉（一对）和脐静脉（一对）,绒毛膜,绒毛,背主动脉（一对）,卵黄静脉（一对）,动脉干,总主静脉（一对）,前主静脉（一对）,后主静脉（一对）,弓动脉,颈内动脉,在胚胎头端还有6对弓动脉，分别穿行于相应的腮弓内，连接背主动脉与心管头端的动脉囊。,（绒毛膜）,Posteriorcardinalveins,静脉：前主静脉1对，收集上半身的血液。后主静脉1对，收集下半身的血液。两侧的前、后主静脉分别汇合成左、右总主静脉，分别开口于心管尾端静脉窦的左、右角。卵黄静脉和脐静脉各1对，分别来自卵黄囊和绒毛膜，均回流至静脉窦。心在胚胎发生的2122天开始收缩，即原始心血管系统在第三周末开始血液循环。,心,卵黄动脉（数对）,脐动脉（一对）和脐静脉（一对）,绒毛膜,绒毛,背主动脉（一对）,卵黄静脉（一对）,动脉干,总主静脉（一对）,前主静脉（一对）,后主静脉（一对）,弓动脉,颈内动脉,3.DevelopmentofHeart（W38）,心管的发育与融合心外形的初步建立心内部的分隔A.房室管的分隔B.原始心房的分隔C.静脉窦和汇入静脉窦的血管的演变D.永久性左心房的形成E.永久性右心房的形成F.动脉干与心动脉球的分隔G.心室的分隔和永久性左、右心室的形成H.主动脉瓣和肺动脉瓣的发育I.左、右房室瓣以及腱索、乳头肌的发育J.胎儿的血液循环和出生后的变化,心发生于生心区，即口咽膜头侧的中胚层。生心区前方的中胚层为原始隔。胚胎第1819天（即第3周），生心区的中胚层内出现围心腔，围心腔腹侧的中胚层的脏壁中胚层细胞聚集，先形成前后纵行、左右并列的一对细胞索，称生心板或生心索，然后生心板或生心索的中央出现空腔，逐渐形成一对心管。,心管的发育与融合,心管起初位于胚体的头端。随着神经管的关闭和脑泡的形成，中枢神经系统向胚体的头侧迅速生长以至于超过生心区，加之三胚层胚盘出现头折，使原来位于口咽膜头侧的心管和围心腔逐渐转至前肠的腹侧，原来在围心腔（pericardialcoelom）腹侧的心管则转至围心腔的背侧。心管和围心腔开始位于颈部，最后定位于胸腔。围心腔不久将发育为心包腔。原始隔将来发育为膈（diaphragm）。,由于胚盘发生侧折，使左、右心管从胚体的两侧向中线逐渐靠拢，并从头端至尾端逐渐融合，最后融合成一条心管。但其头、尾段未发生融合，仍保留分支状。,由于围心腔不断向心管的背侧扩展，使心管与前肠之间的间充质逐渐变窄，形成心背系膜，（dorsalmesocardium）该系膜将融合后的心管悬吊于围心腔的背侧壁。以后心背系膜的中央部逐渐退化消失，形成一个左右交通的孔道，即心包横窦（transversepericardialsinus）。此时心管大部分游离于围心腔内，心背系膜仅在心管的头、尾端存留。此时，围心腔以后发育成心包腔（pericardialcavity）。,心包横窦,左、右心管的融合过程,4week,合并后的心管，其内部发生相应的变化。心管周围的中胚层逐渐增厚，发育成心管外套层，即心外肌膜（epimyocardium），以后分化为心肌层和心外膜。心肌的致密化不全即发生在此层。心管内皮和心管外套层之间的疏松组织，称心胶质，将参与组成心内膜。因此，早期的心管已具备心内膜、心肌层和心外膜三层结构的雏形。,（心外肌膜）,Endocardium,心外肌膜,心外形的初步建立,左、右心管融合后，心管的头端与动脉相连，尾端与静脉相连。头侧与动脉的连接处、尾侧与静脉的的连接处均分别固定在心包上。,在心管发生过程中，由于其两端都固定在心包上，而其游离部（即心球和心室）的生长速度又远较心包腔扩展的速度快，因而心管形成“U”形弯曲，称球室襻，凸面向右、前和尾侧。此时的心管出现三个膨大，由头端向尾端依次称为心球、心室和心房。以后在心房的尾端又出现一个膨大，称静脉窦。,心房和静脉窦早期位于原始横隔内。不久，心房离开原始横隔，逐渐移至心室头侧端背侧，并稍偏左。静脉窦也随之从原始横隔内游离出来，位于心房的背面尾侧，并以窦房孔与心房通连。此时，心的外形呈“S”形弯曲。而心房由于受前面的心球和后面的食管限制而向左、右方向扩展，最后膨出于动脉干的两侧。至此，原始心房形成。心房和心室的迅速生长膨大导致房室沟加深，房室之间逐渐形成狭窄的房室管。,“S”loop,“U”loop,45周,此时心包内的心管发育为：远心端细长，为动脉干。动脉干头侧端连接动脉囊，尾侧端则连于原来的心球。动脉囊为弓动脉的起始部；原来的心球的远心端仍然较膨大，改称为心动脉球；原来心球的近心端则逐渐被心室吸收，成为原始右心室。原来的心室成为原始左心室，左、右心室之间的表面出现球室沟（室间沟）。至此，心已初具成体心的外形，但其内部仍尚未完全分隔。,静脉窦以窦房孔与心房相通，分为左、右两静脉角。左、右总主静脉、脐静脉和卵黄静脉分别连于左、右静脉角。,Convolutionofhearttube,Twostenosis-bulbuscordis-ventricularstenosis-Atrial-ventricularstenosisThreeexpansions-bulbuscordis-ventricle(primary)-atrium(primary)FormationofS-shapeheart,Caudalendofbulbuscordis,Primordialrightventricle,ventricle,Primordialleftventricle,Atrioventriculargroovedeepening,atrioventricularcanal,心内部的分隔,从心管的形成到心管的融合，直至胚胎心雏形的形成，这个过程大约发生在胚胎的1828天（约第34周）。心的分隔是则是在胚胎发育的第2737天（约第5周）之间基本完成。在此时期内人胚从5mm生长至1617mm。需要强调的是，心各部的分隔是同时进行的。,心的分隔有两种形式。第一种分隔形式是由两侧相对的组织相向生长，最后融合，结果达到完全的分隔。这种分隔方式取决于细胞的增值和细胞外基质的不断合成和沉积，如心内膜垫的发生。另一种分隔形式是由于相邻的的结构如心房和心室的迅速生长膨大，以至于最初的管腔相对狭窄，然后狭窄两侧扩大的壁相互靠近彼此融合，这种彼此融合的壁实际上形成一种分隔，但这样的分隔始终保留最初的通道，因此分隔是不完全的，如心房和心室之间最初就是以这种形式分隔的。但它们最后仍然需则是两侧相邻组织的增生完成分隔。,由于胚胎第4周末心房和心室高度扩大，心房与心室之间在外形上形成一缩窄环，在内部则是借一狭窄的管道相连通，该管道称为房室管。此后，房室管背侧壁和腹侧壁的心内膜下组织增生，各形成一个隆起，分别称为背、腹侧心内膜垫。两个心内膜垫彼此对向生长，互相融合，最后将房室管完全分隔成左、右房室孔。有的情况下只有一侧有心内膜垫向对侧生长，最终也可将房室管分隔成左、右房室孔。,A.房室管的分隔,第4周末，房室管的背、腹侧心内膜下组织增厚，形成背、腹侧两个隆起，称为心内膜垫，以后两个心内膜垫对向融合，此时融合的背、腹侧心内膜垫称为中间隔，将房室管分隔成左、右房室孔。房室管的两侧也形成两个较小的左外侧心内膜垫和右外侧心内膜垫。,B.原始心房的分隔,胚胎发育至第4周末，在原始心房顶部背侧壁的中央出现一个薄的半月形矢状隔，称原发隔或第I房间隔，此隔沿心房背侧及腹侧壁渐向心内膜垫方向生长，在其游离缘和心内膜垫之间暂留的通道，称原发孔或第I房间孔。此孔逐渐变小，最后由心内膜垫组织向上生长，并与原发隔游离缘融合而封闭。在原发孔闭合之前，原发隔上部的中央变薄而形成若干个小孔，这些小孔融合成一个大孔，称继发孔或第II房间孔。此时，原始心房被分成左、右两部分，但两者之间仍借继发孔相通。,第5周末，在原发隔的右侧，从心房顶端背侧壁再长出一个弓形或半月形的隔，称继发隔或第II房间隔。此隔较厚，逐渐向心内膜垫方向生长，下缘呈弧形，当其前、后缘与心内膜垫融合时，下方留有一个卵圆形的孔，称卵圆孔。卵圆孔的位置比原发隔上的继发孔稍低，两孔呈交互重叠状。原发隔很薄，上部贴于左心房顶的部分逐渐消失，其余部分在继发隔的左侧盖于卵圆孔，称卵圆孔瓣。出生前，由于卵圆孔瓣的存在，当心房舒张时，只允许右心房的血液流入左心房，反之则不能。出生后，随着呼吸运动开始，肺循环血流量增加，左心房压力增大，导致两个隔紧贴并逐渐愈合形成一个完整的隔，此时卵圆孔关闭，左、右心房完全分隔开来。,由于原发隔薄而柔软，因此起着瓣膜的作用。故称为卵圆孔瓣。卵圆孔完全闭锁在一岁儿童占18%，在两岁儿童约占50%。约四分之一的成人卵圆孔并未完全闭锁，但多数是留有小的裂隙，并不引起严重的房间分流。偶有卵圆孔在出生前即闭锁，称卵圆孔早闭。这种情况会引起右心室的极度肥大，左心室发育极差，一般胎儿出生后短期内就将死亡。,Day24,胚胎第4周初，静脉窦位于原始心房尾端的背面，借一个窦房孔开口于原始心房。静脉窦由左、右对称两个静脉角组成，各自与左、右总主静脉、脐静脉和卵黄静脉相连。静脉窦右角发育形成永久性右心房的后部，即腔静脉窦；静脉窦左角则逐渐退化。,C.静脉窦和汇入静脉窦的血管的演变,Day26,静脉窦的演变,A.卵黄静脉的演变：左卵黄静脉的近心段逐渐退化消失；右卵黄静脉的近心段则发育形成下腔静脉的头侧段。左、右卵黄静脉的尾侧段形成分支并吻合，发育形成门静脉。,汇入静脉窦的血管的演变,B.脐静脉的演变：右脐静脉全部退化消失。静脉窦和肝之间的左脐静脉也退化消失。但从肝至脐的一段左脐静脉则一直保留至出生，并与脐带内的静脉通连，将从胎盘来的动脉血经肝内形成的静脉导管导入下腔静脉，继而经静脉窦右角流入右心房。,出生以后，由于脐带被剪断，腹前壁深面的左侧脐静脉的尾侧段和肝内形成的静脉导管都将闭锁，分别形成肝圆韧带和静脉韧带。,C.前、后主静脉和总主静脉的演变：在左、右前主静脉之间形成一吻合支，它从左至右斜向走行，左前主静脉的血液经此吻合支流入右前主静脉，该吻合支成为左头臂静脉。右前主静脉的近心段和右总主静脉成为上腔静脉。右前主静脉的头侧段演变为右头臂静脉。右后主静脉演变为奇静脉。左前主静脉的近心段和左后主静脉均退化消失。因此，体循环的血液均汇流入静脉窦右角。,Azygosvein,来自右前主静脉的头侧段,来自左、右前主静脉头侧段之间的吻合支,来自右前主静脉的近心段和右总主静脉,来自右后主静脉,Day26,随着汇入静脉窦的血管的演变，至胚胎第4周，大量血液流入静脉窦右角，导致原来对称的两个静脉左、右角逐渐演变为左角小、右角大。与此同时，窦房孔也渐渐移向右侧，最后仅与右心房相通。静脉窦左角渐渐萎缩变小，其远心段成为左房斜静脉的根部，近心段则演变为冠状窦。,来自静脉窦左角的远心段,来自静脉窦左角的近心段,右卵黄静脉,右前主静脉近心段和右总主静脉,静脉窦左角的根部,静脉窦左角的远心段,来自静脉窦右角,来自右卵黄静脉的近心段,静脉窦的演变过程中并未形成肺静脉。肺静脉是由原始心房的后壁向外生长形成的，且只形成一条肺静脉，该单一的肺静脉开口在原发隔的左侧。随后肺静脉分出左、右属支，每一属支再进一步分成两个属支。,D.永久性左心房的形成,Week5,Week6,Week8,当原始心房扩展时，肺静脉根部及其左右属支逐渐被吸收并入左心房，最后形成四条肺静脉直接开口于左心房。吸入肺静脉的原始左心房部分以后发育成永久性左心房的光滑部，其余部分则发育成为左心耳。,胚胎发育第78周，原始右心房扩展很快，静脉窦右角被吸收并入右心房，成为永久性右心房的光滑部（腔静脉窦），原始右心房则发育成为固有心房和右心耳。,E.永久性右心房的形成,F.动脉干与心动脉球的分隔,胚胎发育的第5周，心管远心端的动脉干和心动脉球内膜下组织局部增厚，各形成一对向下延伸的螺旋状纵嵴，分别称为左、右动脉干嵴和左、右球嵴。这两对嵴各自对向生长，分别相互融合，分别在动脉干和心动脉球内各自形成一螺旋状的隔板，两个隔板最后也相互融合，共同形成一螺旋状的隔板，称为主肺动脉隔。远心端的主肺动脉隔（位于动脉干和心动脉球内）将它们分割成肺动脉干和主动脉；而近心端的主肺动脉隔（位于心动脉球内）则将心动脉球分割成右侧的右心室流出道（动脉圆锥）和左侧的左心室的流出道（主动脉前庭）。,因为主肺动脉隔呈螺旋状，故肺动脉干和主动脉近心段之间相互成扭曲状。当主动脉和肺动脉分隔完成时，主动脉通连第4对弓动脉，肺动脉干通连第6对弓动脉。,Thetruncalandbulbarridgesundergoa180-degreespiraling.,Truncalridges,Bulbarridges,Aspiralaorticopulmonaryseptumisformed.,Aorticopulmonaryseptation,主肺动脉隔在分隔动脉干和心动脉球时，必须（a）等距离分隔；（b）螺旋的角度必须准确适当。,胚胎发育的第4周，随着原始心房和静脉窦离开原始横隔，逐渐移至心室头侧端背侧，心动脉球的近心端逐渐被原始心球吸收成为右心室，而原始心室则发育成左心