MasCar: PHÔI THAI HỌC HỆ TIM MẠCH

PHÔI THAI HỌC HỆ TIM MẠCH

(Bài viết dành riêng cho MASCAR, không repost dưới mọi hình thức)

Hệ tim mạch là cơ quan trong phôi hoạt động sớm nhất. Máu bắt đầu lưu thông ở cuối tuần thứ 3 của phôi kỳ. Phôi trong giai đoạn sớm có đủ chất dinh dưỡng là nhờ sự thẩm thấu các chất từ nội mạc tử cung bao quanh. Vì phôi lớn rất nhanh , đòi hỏi sự cung cấp các chất dinh dưỡng và thải bỏ chất thải hiệu quả hơn. Chính vì vậy, hệ tim mạch phát triển rất sớm và trở thành cơ quan cung cấp chất dinh dưỡng chủ yếu cho phôi.

Hệ tim mạch có nguồn gốc từ trung mô. Các mạch máu ban đầu không phân biệt được động mạch hay tĩnh mạch. Khi tim bắt đầu co bóp, tùy theo hướng máu chảy, các mạch máu mới được biệt hóa thành động mạch hay tĩnh mạch và chúng được nối với nhau bởi những mao mạch.

Hình 1: Các mạch máu ban đầu chỉ là các ống trung mô, khi tim bắt đầu hoạt động mới biệt hóa thành động mạch, tĩnh mạch, mao mạch. Các lớp khác của mạch máu cũng do trung mô đắp nên.

A. PHÔI THAI HỌC TIM

I. Sự hình thành tim nguyên thủy

1. Sự tạo ra ống tim nội mô

Trong quá trình tạo phôi vị, trung bì phát sinh từ đường nguyên thủy phát triển về phía đầu phôi, lan sang 2 bên và vòng ra phía trước tấm trước dây sống tạo ra diện tim, còn gọi là diện mạch. Diện tim nằm ở vùng đầu phôi, 2 bên và phía trước dây sống và có dạng hình cung hay hình móng ngựa .

Hình 2: Diện tim của phôi khoảng 1.4mm

- Ngày thứ 19

- Ở diện tim:

+ Trung bì diện tim tách thành là thành và lá tạng => khoang màng ngoài tim

+ 2 ống tim nội mô hình thành trong lá tạng từ những đám tế bào trung mô tụ đặc nằm gần nội bì

Do sự khép mình của phôi, đĩa phôi lúc mới đầu phẳng, sau gấp sang 2 bên về phía bụng phôi, vì vậy 2 ống tim ở 2 bên tiến lại gần nhau ở đường dọc giữa, rồi sát nhập với nhau thành một ống tim duy nhất. Như vậy một ống tim nội mô duy nhất được tạo ra trong trung mô lá tạng của khoang màng ngoài tim, nằm ở mặt bụng của ruột trước.

Lúc đầu, phần trung tâm của diện tim nằm ở phía trước tấm trước dây sống. Do quá trình khép mình của phôi, kết quả là ống tim nội mô nguyên thủy và khoang màng ngoài tim nằm ở phía sau tấm trước dây sống.

ð Nội bì tạo thành ống ruột nguyên thủy

ð Hai ống tim nội mô sát nhập thành một ống tim nội mô

Hình 3: Phôi khép mình

- Đầu phôi gục về phía bụng

- Diện tim và khoang màng ngoài tim xoay 180^o

- Ống tim nguyên thủy và khoang màng ngoài tim nằm ở vùng ngực phía sau tấm trước dây sống

2. Phát triển của thành ống tim nội mô

Hình 4: Phát triển của thành ống tim nội mô

Khi ống tim nội mô được hình thành:

- Xuất hiện chất keo tim

- Nội bì tạng bao quanh ống tim tạo nên lớp cơ ngoài tim, lớp trong mỏng hơn lớp ngoài sau này hình thành nên các valve tim. Lớp ngoài hình thành nên cơ tim và lá tạng màng ngoài tim (thượng tâm mạc)

- Tế bào trung mô nằm sát với nội mô tạo màng trong tim.

- Tế bào trung mô nằm trên mặt lá tạng sau sẽ tạo ra biểu mô lá tạng của khoang màng ngoài tim.

Trong quá trình phát triển, ống tim nguyên thủy lồi dần vào khoang màng ngoài tim. Ðến tuần thứ 4 của quá trình phát triển phôi, tim có dạng một ống thẳng được tạo thành bởi những buồng tim thông với nhau, xếp thành một chuỗi dài gồm 5 đoạn, thứ tự theo hướng đầu đuôi:

- Hành động mạch chủ

- Hành tim

- Tâm thất nguyên thủy

- Tâm nhĩ nguyên thủy

- Xoang tĩnh mạch

Hình 5: Hình dàng bên ngoài của ống tim nguyên thủy

5 đoạn này được định ranh giới ở bên ngoài bởi 4 rãnh theo thứ tự: rãnh liên hành, rãnh hành thất, rãnh thất nhĩ, rãnh nhĩ xoang.

Trong quá trình phát triển tiếp theo của ống tim nguyên thủy để trở thành tim vĩnh viễn, có 3 hiện tượng chính rất quan trọng xảy ra đồng thời:

- Sự dài ra và gấp khúc của ống tim nguyên thủy.

- Sự bành trướng không đều của các đoạn ống tim nguyên thủy.

- Sự tạo ra các vách ngăn của tim.

II. Sự dài ra, gấp khúc và bành trướng không đều của ống tim nguyên thủy

1. Sự dài ra và gấp khúc của ống tim nguyên thủy

Do thể tích của xoang màng ngoài tim cố định, ít phát triển nên khi ống tim phát triển phải gấp khúc trong khoang. Lúc mới đầu tim là một ống gần như thẳng, có một phần nằm trong khoang màng ngoài tim (đoạn hành thất). Do 2 đầu của tim được cố định nên khi ống tim nguyên thủy dài ra nó phải gấp khúc lại, chỗ gấp ở rãnh nhĩ thất phải và rãnh hành thất trái. Do sự gấp lại, đoạn hành tim và đoạn tâm thất nguyên thủy di chuyển về phía bụng và về phía đuôi phôi, hơi lệch sang phải. Còn đoạn tâm nhĩ và xoang tĩnh mạch di chuyển về phía lưng và phía đầu phôi, hơi lệch sang trái.

Hình 6: Sự tiến triển và biến đổi hình thể của ống tim (nhìn bên)

2. Sự phát triển không đều của các buồng tim

Trong quá trình gấp khúc của ống tim nguyên thủy, các đoạn của ống đó bành trướng không đều:

- Hành động mạch phát triển thành thân động mạch và nón động mạch.Thân động mạch tạo ra rễ và đoạn gần của động mạch chủ và động mạch phổi. Nón động mạch sẽ tạo ra phần phễu của 2 tâm thất.

- Hành tim phát triển tạo ra tâm thất phải vĩnh viễn.

- Tâm thất nguyên thủy phát triển thành tâm thất trái nguyên thủy vì sẽ tạo ra phần lớn tâm thất trái vĩnh viễn

- Ðoạn nối hành - thất (rãnh hành - thất) vẫn giữ hẹp như lúc đầu, tạo thành các lỗ liên thất.

- Tâm nhĩ nguyên thủy phát triển sang 2 bên và ôm lấy đoạn gần bụng hơn của tim, tức đoạn trên của hành tim và đoạn thân nón động mạch. Rãnh nối nhĩ thất vẫn hẹp như lúc ban đầu sẽ tạo ống nhĩ thất làm thông đoạn bên trái của tâm nhĩ nguyên thủy với tâm thất nguyên thủy.

- Xoang tĩnh mạch gồm 2 sừng trái và phải được nối với nhau bởi một phần ngang hẹp. Mỗi sừng nhận máu từ 3 tĩnh mạch: tĩnh mạch noãn hoàng, tĩnh mạch rốn, tĩnh mạch tim chung (tĩnh mạch chính chung).

+ Trong quá trính phát triển, sừng trái bị tiêu biến một phần , phần còn lại và phần ngang của xoang tĩnh mạch trở thành xoang vành.

+ Sừng phải và các tĩnh mạch bên phải tăng kích thước khá mạnh. Sừng phải sát nhập một phần vào tâm nhĩ phải và lỗ của nó gọi là lỗ xoang nhĩ.

III. Sự hình thành các vách ngăn tim

Các vách ngăn chính của tim được hình thành khoảng từ ngày thứ 27 đến ngày thứ 37 của quá trình phát triển, khi phôi đạt được chiều dài từ 5mm đến 16 - 17 mm.

1. Ngăn ống nhĩ thất và hình thành các valve nhĩ thất

Lúc đầu buồng tâm nhĩ nguyên thủy thông với cả 2 buồng thất qua ống nhĩ thất. Khoảng cuối tuần thứ 4, trong lòng ống nhĩ thất, trung mô và màng tim tạo ra một vách ngăn được gọi là vách trung gian, ngăn ống đó thành 2 đoạn: đoạn phải valve 3 lá sẽ được tạo thành ngăn tâm thất và tâm nhĩ bên phải và đoạn trái valve mũ nĩ (valve 2 lá) sẽ được tạo thành ngăn tâm thất và tâm nhĩ bên trái.

Hình 7: Ngăn ống nhĩ thất

- Tuần thứ 4 -> cuối tuần thứ 5

- Hình B: Trung mô tăng sinh đẩy nội mô lên tạo thành gờ nội tâm mạc bụng và lưng

- Hình C: 2 gờ tiến tới nhau và sát nhập thành vách trung gian

- Hình D: Ống nhĩ thất bị ngăn thành 2: phải và trái

2. Sự phát triển của tâm nhĩ và hình thành vách gian nhĩ

a. Hình thành vách gian nhĩ

Sự ngăn tâm nhĩ nguyên thủy thành 2 tâm nhĩ phải và trái được tiến hành bằng cách tạo ra lần lượt 2 vách ngăn: Vách ngăn nguyên phát và vách ngăn thứ phát. Tuy nhiên, trong suốt đời sống phôi thai, 2 vách ngăn ấy không ngăn cách hoàn toàn tâm nhĩ mà còn để lại một con đường cho phép máu lưu thông giữa 2 tâm nhĩ để tạo điều kiện cơ bản cho sự tuần hoàn máu phôi thai.

- Vách nguyên phát: xuất hiện vào khoảng cuối tuần thứ 4, phát triển từ nóc của khoang tâm nhĩ về phía vách ngăn ống nhĩ thất để chia buồng nhĩ thành nhĩ phải và nhĩ trái và một lỗ liên nhĩ gọi là lỗ nguyên phát, nằm giữa vách nguyên phát đang phát triển và vách ngăn ống nhĩ thất. Sau đó lỗ nguyên phát được đóng kín do sự phát triển của vách ngăn ống nhĩ thất. Tuy nhiên, trước khi lỗ nguyên phát được bịt kín, đoạn trên của vách nguyên phát bị tiêu hủy tạo ra một lối thông liên nhĩ thứ 2 gọi là lỗ thứ phát.

- Vách thứ phát (cuối tuần thứ 5): cũng phát triển từ nóc, phía thành bụng của khoang tâm nhĩ xuống và nằm bên phải vách nguyên phát. Vách thứ phát không bao giờ trở thành một vách ngăn hoàn toàn, nó có một bờ tự do (bờ dưới). Cuối cùng, bờ dưới tự do của vách thứ phát phủ lỗ thứ phát làm cho lỗ thông giữa 2 buồng nhĩ trở thành một khe chéo từ dưới lên trên và từ phải sang trái, khe đó được gọi là lỗ bầu dục, làm máu lưu thông từ tâm nhĩ phải sang tâm nhĩ trái.

Hình 8: Ngăn tâm nhĩ nguyên thủy

Hình 9: Máu từ tâm nhĩ phải qua lỗ bầu dục sang tâm nhĩ trái

b. Sự hình thành tâm nhĩ phải và tâm nhĩ trái vĩnh viễn (cuối tuần thứ 6)

Hình 10: Xoang tĩnh mạch nhận máu từ 3 cặp tĩnh mạch: TM noãn hoàng, TM rốn, TM chính chung; miệng mở vào giữa tâm nhĩ nguyên thủy, 2 sừng bằng nhau

- Biến đổi của xoang tĩnh mạch và các mạch mở vào nó:

· TM rốn trái và rốn phải, TM noãn hoàng trái thoái biến -> xuất hiện nhánh nối qua gan

· Tm chính trước trái thoái biến -> nhánh nối từ trái qua phải

Hình 11: Sừng trái xoang TM nhỏ dần -> Xoang vành; sừng phải xoang TM nở rộng và nhận máu từ TM chủ trên và TM chủ dưới, Lỗ xoang TM chuyển sang phải

Hình 12: Biến đổi của xoang TM và các mạch mở vào nó

- Hình thành tâm nhĩ phải vĩnh viễn

· Sừng phải xoang TM nở rộng sát nhập vào tâm nhĩ phải nguyên thủy

· Thành tâm nhĩ phải vĩnh viễn gồm 2 phần: Phần nhẵn (nơi có các mạch máu lớn mở vào) do sừng phải của xoang TM tạo thành; Phần sần sùi có nguồn gốc từ tâm nhĩ phải nguyên thủy. Ranh giới giữa 2 phần là mào tận cùng.

Hình 13: Hình thành tâm nhĩ phải vĩnh viễn

- Hình thành tâm nhĩ trái vĩnh viễn

· Phần nhẵn, lớn có nguồn gốc từ thân chung tĩnh mạch phổi (Các nhánh còn lại hình thành 4 tĩnh mạch phổi sau này)

· Phần thô, hẹp (tiểu nhĩ trái) có nguồn gốc từ tâm nhĩ trái nguyên thủy

Hình 14: Hình thành tâm nhĩ trái vĩnh viễn

3. Sự ngăn tâm thất: (tuần thứ 5 – 9)

- Tâm thất phải (hành tim) và tâm thát trái (tâm thất nguyên thủy) được ngăn cách bởi một vách gọi là vách liên thất nguyên thủy, xuất hiện ở đoạn đuôi và ở ranh giới giữa hành tim và tâm thất nguyên thủy. Vách liên thất nguyên thủy tạo ra đoạn cơ của vách liên thất vĩnh viễn. Sự phát triển nhanh của vách liên thất nguyên thủy làm hẹp lối thông giữa các tâm thất và tạm thời tạo ra một lỗ thông liên thất . Lỗ này mau chóng bị bịt lại do sự phát triển của vách ngăn thân - nón động mạch và vách ngăn ống nhĩ thất về phía bờ tự do và sát nhập với bờ tự do của vách liên thất nguyên thủy tạo ra đoạn màng của vách liên thất vĩnh viễn.

- Sự ngăn thân - nón động mạch và sự tạo ra van động mạch chủ và van động mạch phổi (van xich ma):

· Một vách xoắn 225^o được hình thành ngăn thân - nón động mạch thành 2 mạch xoắn với nhau là động mạch chủ và thân chung của các động mạch phổi phải và trái. Sự ngăn thân nón động mạch làm cho tâm thất trái thông với động mạch chủ, còn tâm thất phải thông với thân chung động mạch phổi phải và trái và làm cho động mạch chủ và thân chung đó ngăn cách nhau hoàn toàn. Ở thành bên các mạch này xuất hiện 2 chỗ dày lên tạo thành những gờ. Các gờ này đến tiếp xúc với vách ngăn xoắn đế tạo ra các van động mạch chủ và động mạch phổi.

Hình 15: Hình thành vách liên thất

Hình 16: Ngăn thân động mạch

Hình 17: Vách động mạch chủ - động mạch phổi

Hình 18: Hướng máu qua tâm nhĩ trước khi trẻ ra đời

Hình 19:Tìm vĩnh viễn gồm 4 buồng, các valve tim đã hình thành

IV. Sự hình thành các valve tim

- Valve nhĩ thất: tuần thứ 5

- Valve động mạch phổi và valve động mạch chủ: tuần thứ 9

- Nguyên tắc chung

· Mỗi valve bắt nguồn từ 3 gờ valve

· 3 gờ valve phát triển thành 3 lá valve

+ Các lá valve do trung mô đẩy nội mô tạo thành

+ Giữa các lá valve có các khe

+ Các lá valve có bờ tự do hướng theo hướng dòng máu chảy

Hình 20: Sự hình thành các valve tim

NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA TIM NGUYÊN THỦY THÀNH TIM VĨNH VIỄN

Hình 21: Thời gian hình thành các phần của tim

B. PHÁT TRIỂN MẠCH

I. Phát triển động mạch

Ðồng thời với sự tạo ra ống tim nội mô, trong phôi cũng xảy ra sự hình thành các mạch máu. Những mạch máu này về cơ bản cũng nảy sinh theo cùng một kiểu như các mạch được tạo ra ở ngoài phôi.

1. Cung động mạch chủ

Những mạch trong phôi xuất hiện đầu tiên là 2 động mạch chủ bụng. Hai rễ của động mạch chủ bụng được tạo ra cùng với 2 ống tim nội mô và mỗi rễ nối với một ống tim. Sau một đoạn ngắn tiến về phía đầu phôi, 2 ống động mạch này cong về phía lưng rồi phát triển hướng về phía đuôi phôi tạo nên động mạch chủ lưng. Ở phôi người có 5 cung động mạch chủ, mỗi cung động mạch nối động mạch chủ bụng với động mạch chủ lưng cùng bên. Những cung này phát triển không đồng thời.

- Cung thứ nhất: cung này biến đi sớm, chỉ còn sót lại ở mỗi bên một đoạn ngắn sẽ trở thành động mạch hàm trong.

- Cung thứ 2: biến muộn hơn, trừ một đoạn ngắn còn lại về sau tạo ra động mạch xương móng và xương bàn đạp.

- Cung thứ 3: tạo ra đoạn gần của động mạch cảnh trong. Ðoạn động mạch chủ bụng từ chỗ cung thứ 3 tiến về đầu phôi tạo ra động mạch cảnh ngoài, đoạn nằm giữa cung thứ 3 và cung thứ 4 tạo ra động mạch cảnh gốc. Ðoạn động mạch chủ lưng nằm giữa cung thứ 3 và thứ 4 biến đi.

- Cung thứ 4: cung trái góp phần tạo quai động mạch chủ, cung phải tạo đoạn gần của động mạch dưới đòn phải. Ðoạn động mạch chủ nằm giữa các cung thứ 4 và thứ 6 tạo nên thân động mạch cánh tay đầu ở bên phải và đoạn lên của quai động mạch chủ ở bên trái.

- Cung thứ 6: đoạn gần của cung này tạo động mạch phổi, đoạn xa nối với động mạch chủ lưng tạo ống động mạch. Ống động mạch phải biến đi sớm, ống động mạch trái tồn tại suốt đời sống phôi thai và sẽ thoái triển thành dây chằng động mạch sau khi trẻ ra đời.

2. Những động mạch gian đốt

Ðộng mạch gian đốt còn gọi là động mạch gian khúc nguyên thủy là các nhánh bên của động mạch chủ lưng và được phân làm 3 nhóm ở mỗi bên:

- Những động mạch tạng bụng: tưới máu cho ruột nguyên thủy và những cơ quan, bộ phận phát sinh từ ống đó. Những động mạch này về sau sẽ tạo ra động mạch thân tạng, động mạch mạc treo ruột trên, động mạch mạc treo ruột dưới, động mạch thực quản, động mạch phế quản.

- Những động mạch tạng bên: tưới máu cho trung bì trung gian. Về sau sẽ tạo ra động mạch thận, động mạch thượng thận, động mạch hoành dưới và động mạch sinh dục.

- Những động mạch tạng lưng: tưới máu cho ống thần kinh, mào thần kinh, thành sau và thành bên của phôi. Về sau sẽ tạo ra động mạch gian sườn, động mạch thắt lưng.

3. Ðộng mạch rốn

Ðộng mạch rốn được tạo ra từ 2 nhánh của động mạch chủ lưng, những nhánh này tiến về phía cuống phôi và rau và có quan hệ mật thiết với niệu nang. Sau khi sinh, đoạn gần của động mạch rốn tạo động mạch chậu trong và động mạch bàng quang trên, đoạn xa bị bịt lại tạo thành dây chằng rốn - bàng quang.

II. Phát triển tĩnh mạch

Ở phôi người 4 mm, vào khoảng tuần thứ 4, có 3 cặp tĩnh mạch được phân biệt:

- Tĩnh mạch noãn hoàng: gồm 2 tĩnh mạch noãn hoàng trái và phải, bắt nguồn từ trung bì lá tạng của thành túi noãn hoàng. Hai tĩnh mạch này dẫn máu từ túi noãn hoàng về tim để đổ máu vào các sừng của xoang tĩnh mạch.

- Tĩnh mạch rốn: gồm 2 tĩnh mạch rốn phải và trái, bắt nguồn từ các nhung mao đệm, dẫn máu có oxy về tim và cũng đổ vào các sừng của xoang tĩnh mạch.

- Tĩnh mạch chính: cấu tạo bởi những tĩnh mạch trong phôi và gồm 2 tĩnh mạch chính trước phải và trái nhận máu ở vùng đầu của phôi và 2 tĩnh mạch sau phải và trái nhận máu ở vùng đuôi phôi.

C. BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN SAU SINH

I. Tuần hoàn thai

Sự tuần hoàn máu ở thai khác với sau khi trẻ ra đời chủ yếu bởi máu thai được oxy hóa không phải ở phổi mà ở rau.

Thai nhận máu có oxy từ rau qua tĩnh mạch rốn, tĩnh mạch rốn dẫn máu đến gan. Một phần lớn máu được đổ trực tiếp vào tĩnh mạch chủ dưới, một phần nhỏ đổ vào các xoang gan và trộn lẫn với máu của tuần hoàn cửa. Tĩnh mạch chủ dưới dẫn máu đổ vào nhĩ phải. Máu từ nhĩ phải hoặc đi xuống thất phải hoặc sang nhĩ trái qua lỗ bầu dục (vì áp lực nhĩ phải lớn hơn nhĩ trái). Từ thất phải, máu vào động mạch phổi, vì phổi chưa hoạt động nên phần lớn máu động mạch phổi qua ống động mạch để vào động mạch chủ. Từ động mạch chủ, một phần máu sẽ đến các tạng và một phần được dẫn theo động mạch rốn đến rau.

II. Tuần hoàn sau sinh

Khi trẻ ra đời, tuần hoàn máu có những biến đổi quan trọng và đột ngột do phổi đảm nhiệm chức năng hô hấp và tuần hoàn rau mất đi.

- Khi phổi bắt đầu hô hấp, các phế nang, lòng các mạch máu trong phổi giãn ra,sức cản của các động mạch phôi giảm xuống đột ngột nên áp lực máu trong tâm nhĩ phải và tâm thất phải giảm đi, ống động mạch bị bịt lại vì vậy lượng máu chảy qua các mạch phổi tăng lên nhanh chóng. Kết quả là làm xuất hiện áp lực ở nhĩ trái và làm áp lực ở nhĩ trái cao hơn áp lực nhĩ phải nên vách nguyên phát bị đẩy về phía vách thứ phát làm khép lối thông liên nhĩ do lỗ thứ phát và lỗ bầu dục bị bịt lại

- Sự bịt của các động mạch rốn xảy ra vài phút sau sinh. Ðoạn xa của động mạch rốn sẽ trở thành dây chằng rốn bên và đoạn gần sẽ trở thành động mạch bàng quang trên.

- Sự bịt của các tĩnh mạch rốn và ống tĩnh mạch xuất hiện ngay sau khi động mạch rốn bịt lại. Sau khi bị bịt lại, tĩnh mạch rốn sẽ trở thành dây chằng tròn, ống tĩnh mạch sẽ trở thành dây chằng của tĩnh mạch gan. Ống động mạch bị bịt lại ngay sau sinh, sau sẽ trở thành dây chằng động mạch.