Vývoj kardiovaskulárního systému
Cévní systém se začíná vyvíjet již v průběhu třetího týdne embryonálního vývoje. Nejdříve se objevují krevní ostrůvky, následně primitivní krevní cévy, které se spojí do primitivního krevního oběhu. Systém lymfatický až v týdnu pátém.
Podrobnější informace naleznete na stránce Vývoj lymfatických cév, uzlin a sleziny.Vývoj primitivního krevního oběhu
Vývoj krevního oběhu probíhá ve dvou fázích:
- vaskulogeneze,
- angiogeneze.
Vaskulogeneze
První děj, který vede k tvorbě oběhového systému, je vaskulogeneze. Při ní se tvoří krevní ostrůvky a základy budoucích cév.
Tento soubor dějů je řízen růstovými faktory, FGF2 (fibroblastový růstový faktor 2), který působí na buňky extraembryonálního mezodermu a později i na buňky mezodermu intraembryonálního. Působením FGF2 dochází k diferenciaci a tvorbě hemangioblastů, ty vytvářejí shluky zvané krevní ostrůvky.
Vlivem jiného růstového faktoru – VEGF (růstový faktor cévního endotelu) – dochází k diferenciaci jednotlivých buněk krevních ostrůvků. Tento faktor produkují okolní mezenchymové buňky. VEGF se váže na dva druhy receptorů, receptor typu I a receptor typu II, nejdříve se váže na receptor typu II. Tato interakce vede k diferenciaci povrchových hemangioblastů krevního ostrůvku v primitivní endotelové buňky, tzv. angioblasty. Také působí na buňky uvnitř krevních ostrůvků, které nejsou v kontaktu s okolním mezenchymem, a ty se mění v první kmenové buňky zvané krevní kmenové buňky.
VEGF se také váže na receptor typu I, což vede k propojování angioblastů a utváření mezibuněčných spojů, především zonulae occludentes. Tím vznikají první cévy. Uvnitř těchto primitivních krevních cév proudí primitivní krvinky, které tvoří hemoglobin, ale mají zachované jádro. Zůstávají tedy v podobě erytroblastů.
Angiogeneze
Druhým krokem vedoucím ke vzniku primitivního krevního oběhu je angiogeneze, což je soubor dějů, které vedou k propojování primitivních krevních cév a tvorbě krevního řečiště.
Tento děj je opět řízen růstovými faktory, VEGF, TGF-β (transformační růstový faktor beta), PDGF (destičkový růstový faktor). Pod vlivem těchto faktorů dochází k růstu primitivních cév, pučení nových větví a vytváření celých sítí.
Následuje propojování krevních řečišť, která vznikají na několika místech současně:
- ve splanchnopleuře extraembryonálního mezodermu žloutkového váčku,
- v somatopleuře extraembryonálního mezodermu choria a zárodečného stvolu,
- v tzv. kardiogenní zóně uvnitř embrya (v oblasti budoucího srdce).
Na konci třetího týdne se všechna jednotlivá cévní řečiště propojí a vzniká primitivní krevní oběh.
Vývoj srdce
Vývoj srdce můžeme rozdělit do několika stádií:
- cor tubulare duplex,
- cor tubulare simplex,
- cor sigmoideum,
- embryonální srdce,
- fetální srdce.
Kardiogenní zóna
Srdce se vyvíjí v tzv. kardiogenní zóně, která je v hlavové části trojvrstevného terčíku ve splanchnopleuře intraembryonálního mezodermu. Tato oblast je podkovovitého tvaru a sahá od oblasti primitivního uzlu až před oropharyngovou membránu, kde se obě strany spojují a tvoří kompletní podkovu. Vznik této zóny řídí kombinace různých faktorů.
V této oblasti dochází k expresi transkripčního faktoru 'NKX2,5'. Tento faktor je zásadní pro tvorbu srdeční svaloviny. V ostatních oblastech mohou také vznikat cévy, ale pouze v oblasti kardiogenní zóny v místě s expresí NKX2,5 může dojít k tvorbě myokardového obalu primitivních cév.
Oblast s expresí transkripčního faktoru NKX2,5 je vymezena pomocí exprese jiných faktorů:
- Expresí BMP 2 a 4 (kostní morfogenetický protein), které jsou produkovány periferně v oblasti laterálního mezodermu a endodermu.
- Inhibicí faktoru WNT, ten je normálně exprimován v celém trojvrstevném terčíku, ale pouze v hlavové části je jeho exprese inhibována, a to pomocí inhibitorů Crescent a Cerberus.
Když překryjeme oblast, kde se nachází BMP 2 a 4, a oblast, kde je inhibován WNT, dostaneme tvar podkovy a tedy oblast, kde je exprimován NKX2,5.
Cor tubulare duplex
V oblasti kardiogenní zóny se během třetího týdne vývoje objevují krevní ostrůvky, asi den až dva po vytvoření krevních ostrůvku v extraembryonálním mezodermu. Tyto krevní ostrůvky začnou obklopovat primitivní myoblasty. V průběhu angiogeneze dojde k tvorbě cévního řečiště. Jednotlivé části začnou splývat a vytvoří dvě endokardové trubice obalené vrstvou myokardu.
Cor tubulare simplex
Při ohýbání embrya se obě endokardové trubice začnou přesouvat z hlavové části do hrudní oblasti. Vlivem kraniokaudálního ohýbání se obě endokardové trubice přibližují, až ve střední čáře splývají, což dává vzniknout jednotné srdeční trubici. Tato trubice je vystlaná endokardem a obalena myokardovým pláštěm, jehož sekreční činností vzniká dočasná vrstva srdce (srdeční rosol), která odděluje endokard od myokardu a dává vzniknout převodnímu systému srdečnímu. Kraniálně do srdeční trubice vystupují základy prvních tepen a kaudálně vstupují základy prvních žil.
Postupem času se na srdeční trubici začnou objevovat jednotlivá zúžení, čímž se celá trubice rozdělí do několika částí:
- V nejkaudálnější části vzniká oblast sinus venosus, což je první oddíl srdeční trubice, který je zpočátku zdvojený.
- Druhou částí je společná primitivní síň.
- Třetí oddíl tvoří oblast ventriculus primitivus, nebo-li primitivní komora, která je od primitivní síně oddělena zúžením (sulcus atrioventricularis).
- Poslední částí srdeční trubice je bulbus cordis, který je od primitivní komory oddělen pomocí sulcus bulboventricularis.
Taková srdeční trubice je již schopna prvních kontrakcí, které se objevují od 22. dne. Z počátku jsou nepravidelné a posouvají krev různými směry, ale od konce čtvrtého týdne dochází k synchronizaci, což umožňuje jednosměrný tok krve.
Cor sigmoideum
Cor sigmoideum, nebo-li také srdeční klička, vzniká ohýbáním srdeční trubice. Tento proces je ukončen 28. den vývoje. Rotace srdeční trubice probíhá několika směry:
- oblast bulbus cordis rotuje směrem doprava a dolů, takže vykonává ventrální a kaudální pohyb,
- oblast srdeční síně a sinus venosus rotuje doleva a nahoru a dostává se dorsálně za bulbus cordis, koná tedy dorsální a kraniální pohyb.
Tím vzniká základ pro definitivní tvar srdce.
Embryonální srdce
Vzniká ze srdeční kličky vlivem septace a oddělení všech definitivních částí srdce.
Podrobnější informace naleznete na stránce Embryonální septace srdce.Fetální srdce
Po ukončení septace se embryonální srdce mění na fetální. Fetální srdce má oddělené obě komory, výtokový oddíl srdce. V síňovém septu zůstává drobný otvor, foramen ovale, díky němuž zůstává zachována komunikace mezi oběma síněmi. To je důležité pro specifický krevní oběh plodu.
