Vývoj srdcovocievneho systému

Krvný obeh plodu

V 3. týždni vývoja sa už nemôže embryo ďalej dostatočne vyživovať jednoduchou difúziou (prestupom látok v smere gradientu). V embryu preto vzniká vlastný embryonálny cievny systém. V tomto istom časovom období vývoja sa začína súčasne vyvíjať aj dočasný orgán, slúžiaci počas vnútromaternicového vývoja na látkovú výmenu medzi plodom a matkou - placenta (plodový alebo materský koláč). Všetky výživné látky, kyslík, voda, soli, hormóny, vitamíny a protilátky tak prichádzajú z matky do plodu cez placentu. Opačným smerom z plodu do matky prechádzajú cez placentu hormóny, oxid uhličitý, odpadové dusíkové látky a iné. Nosičom týchto látok je krv.

Krv plodu cirkuluje v kapilárach placentárnych klkov, odkiaľ sa vracia do plodu pupočníkom cez pupočníkovú žilu (vena umbilicalis).
Táto okysličená krv (funkciu pľúc nahrádza placenta) je saturovaná kyslíkom približne na 80%. Cez pupočníkovú žilu prúdi smerom k pečeni. Väčší objem tejto krvi obchádza pečeň. Vlieva sa cez široký skrat ductus venosus Arantii (Arantiiho žilová spojka) do dolnej dutej žily (vena cava inferior), pozri obrázok.
Menšia časť krvi prúdi vetvami pupočníkovej žily do kapilár (najmenšie cievy) pečene. Po odovzdaní kyslíka a výživných látok z kapilár pečene krv odchádza do dolnej dutej žily. Do Arantiiho žilovej spojky ako aj do dolnej dutej žily sa prostredníctvom vrátnicovej žily (vena portae) dostáva aj málo okysličená krv z čreva a dolných častí plodu. Preto krv v dolnej dutej žile pred vstupom do srdca obsahuje zmiešanú krv nasýtenú kyslíkom asi na 67%. Vyústenie dolnej dutej žily do pravej predsiene je na úrovni oproti otvoru - foramen ovale (oválne okienko). Preto prúd krvi, vtekajúci do pravej predsiene je nasmerovaný tak, aby cez tento otvor plynule pretekal do ľavej predsiene, pozri obrázok (červené šípky).

Nasmerovanie prúdu krvi napomáha postavenie Eustachovej chlopničky v pravej predsieni. Okysličená krv sa pri foramen ovale rozdelí pomocou vyvýšeniny medzipredsieňovej prepážky na dva prúdy. Prúd väčšieho objemu vteká do ľavej predsiene. Prúd menšieho objemu krvi po prijatí odkysličenej žilovej krvi z hornej dutej žily (vena cava superior) a koronárneho sinu (sinus coronarius) vteká z pravej predsiene do pravej komory.
Okysličená krv sa v ľavej predsieni premieša s malým objemom odkysličenej krvi pritekajúcej sem pľúcnymi žilami z nezavzdušnených pľúc, vteká do ľavej komory a z nej do aorty. Nasýtenie krvi kyslíkom v aortálnom oblúku je asi 62%. Táto krv prichádza cez tepny aortálneho oblúka do tkanív hlavy, krku a horných končatín. Preto sú tieto časti plodu lepšie zásobené kyslíkom ako dolná polovica tela a rýchlejšie sa vyvíjajú.

Krv z pravej komory prechádza cez pľúcnu artériu (arteria pulmonalis) do jej ramien, pravého a ľavého. Do pľúc sa však z celkového objemu krvi dostane len 10-15% pre vysoký cievny odpor nerozopnutého a nezavzdušneného pľúcneho parenchýmu. 85-90% objemu krvi z pľúcnej artérie obchádza pľúca cez širokú cievnu spojku ductus arteriosus Botalli (Botalliho tepnová spojka) a vlieva sa priamo do zostupnej časti aorty, kde sa premieša s okysličenou krvou prichádzajúcou sem z aortálneho oblúka.

Vysoký cievny odpor pľúcneho riečišťa je spôsobený najmä svalovinou ciev. Tlak v pľúcach plodu je 5 x vyšší ako v ostatných cievach. To spôsobuje, že pravá polovica srdca pracuje pod vyšším tlakom ako ľavá. Tým sa umožní rýchly prietok krvi v smere tlakového gradientu t.j. z pravej predsiene do ľavej cez foramen ovale a z pľúcnej artérie do zostupnej aorty cez ductus arteriosus Botalli.

Po premiešaní krvi v zostupnej čast aorty je jej saturácia znížená. Preto krv ďalej prúdiaca k orgánom hrudníka, brucha a do dolných končatín je málo okysličená, čo spôsobuje pomalší rast týchto častí plodu. Fetálna krv sa vracia cez pravú a ľavú pupočníkovú tepnu ( arteria umbilicalis dextra et sinistra ) pupočníkom do placenty na ďalšie okysličovanie, a tak sa opakuje cirkulácia fetálnej krvi až do pôrodu.
Srdce

V 3. týždni vývoja sa už nemôže embryo ďalej dostatočne vyživovať jednoduchou difúziou (prestupom) výživných látok, preto vzniká vlastný embryonálny cievny systém. Cievny systém sa tvorí jednak mimo embrya, ale aj v samotnom embryu. Pri vývoji dochádza spočiatku k zmnoženiu buniek (vytvárajú sa tzv. krvné ostrovčeky) a k ich oplošteniu, čím vzniká budúca cievna výstelka, a tým aj samotné primitívne cievy.
Následne, postupným spájaním primitívnych ciev, vzniká primitívna cievna sieť. Podľa lokalizácie cievnej siete rozlišujeme extraembrynálnu (mimo zárodku) cievnu sieť, vytvárajúcu primitívny extraembryonálny systém (budúca placenta a pupočníkové cievy) a intraembryonálnu (v zárodku) cievnu sieť, tvoriacu primitívny intraembryonálny systém (budúce srdce a cievy plodu).

Srdce sa začína vyvíjať na hlavovom konci zárodku.Tu sa na začiatku vývoja tvorí pravá a ľavá endokardová rúra (vnútrosrdie, budúca výstielka srdca). Obe sa neskôr spoja do jednotnej srdcovej rúry, ktorú začne obklopovať tzv. myoepikardový plášť [obr.1] [obr.2] (budúca svalová stena srdca). Následne sa začne endokardová rúra postupne vtláčať do tzv. perikardovej dutiny (osrdcovník, budúci obal srdca). Tým sú vytvorené všetky tri vrstvy budúceho srdca a srdce má tvar rúry.

Srdcová rúra má 5 častí. Má svoj hlavový koniec - truncus arteriosus (arteriálny (tepnový) kmeň), za ním nasleduje bulbus cordis, primitívna komora, primitívna predsieň a končí kaudálnym (chvostovým) koncom - sinus venosus (venózny (žilový) splav).
Konečnú podobu srdce nadobúda dilatáciou (rozšírením) a ohýbaním srdcovej rúry koncom 4. týždňa vývoja [obr.3]. Dilatuje najmä primitívna komora a primitívna predsieň, vplyvom čoho dochádza k ohýbaniu srdcovej rúry v tvare písmena „U“ proti smeru hodinových ručičiek Okrem dilatácie a ohýbania dochádza v priebehu vývoja aj k postupnej diferenciácii piatich častí srdcovej rúry. Vzniká prepážka medzi primitívnou predsieňou a primitívnou komorou - septum intermedium [obr.4], rozdeľujúca predsieňovokomorové spojenie na pravú a ľavú časť (pozri obrázok 4). V pravej časti neskôr vzniká trikuspidálna (trojcípa) chlopňa a v ľavej časti mitrálna (dvojcípa) chlopňa.

Hlavový koniec - truncus arteriosus a bulbus cordis tvoria základ pre cievy vystupujúce zo srdca - pľúcnu tepnu a aortu. Obe vzniknú rozdelením tejto časti srdcovej rúry špirálovite prebiehajúcou prepážkou. Na začiatku oboch ciev sa postupne diferencujú semilunárne (polmesiačikovité chlopne). Pod oboma chlopňami sa z bulbus cordis diferencuje výtoková časť z príslušnej komory. Tesne nad aortálnou chlopňou začínajú neskôr vrastať a pučať do srdca dve koronárne (vencovité) tepny, ktoré sa vetvia v budúci výživný systém srdca.

Primitívna komora sa taktiež začne deliť na dve časti - pravú a ľavú komoru rastom medzikomorovej svalovej prepážky z budúceho hrotu srdca smerom k septum intermedium [obr.5]. Vzhľadom na polmesiačikovitý tvar prepážky, pod septum intermedium vzniká otvor - foramen interventrikulare, ktorý sa neskoršie uzavrie väzivovou membránou. Tým sa definitívne oddelia obe komory a súčasne pravá komora ústi len do pľúcnej artérie a ľavá komora len do aorty.

Primitívna predsieň sa postupne delí rastom primárnej a sekundárnej prepážky (septum primum a septum secundum) z klenby spoločnej predsiene smerom k septum intermedium na dve - pravú a ľavú (pozri obrázok). Spočiatku sa nad septum intermedium vytvorí foramen primum (primárne okienko). Toto sa uzatvorí dorastením primárnej prepážky a približne v strede medzi oboma prepážkami sa vytvorí otvor - foramen ovale (oválne okienko). Tento otvor je nevyhnutný pre správne fungovanie krvného obehu plodu (pozri krvný obeh plodu) a uzatvára sa krátko po narodení dieťaťa. Jeho predčasné uzavretie je spojené s vrodenou vývojovou chybou srdca.

Diferenciáciou prebieha aj posledná, kaudálna časť srdcovej rúry - sinus venosus z ktorého sa vytvárajú cievy - žily vstupujúce do srdca. Samotný sinus venosus má dva rohy. Pravý ústiaci do pravej predsiene a rýchlejšie rastúci, z ktorého sa vytvoria horná a dolná dutá žila a ľavý z ktorého sa vytvorí sinus coronarius (koronárny splav). Prostredníctvom neho sa vracia krv z koronárnych ciev srdca do dutiny srdca (pravej predsiene). Do ľavej predsiene spočiatku ústi jednotná pľúcna žila, neskôr nastáva jej delenie na štyri samostatne ústiace pľúcne žily.

Rytmické kontrakcie možno pozorovať už v 3. týždni vývoja, sú však iba svalového pôvodu. V samotnej svalovine srdca sa preto koncom 2. mesiaca začne vyvíjať aj nervový prevodový systém zabezpečujúci rytmickú kontraktilitu srdca (pozri anatómia srdca).
Ako možno vidieť vývoj srdcovocievneho systému je pomerne zložitý, prebieha v prvých týždňoch gravidity, v čase keď budúca mamička častokrát ani nevie o tom že čaká bábätko. Pod vplyvom mnohých vonkajších aj vnútorných faktorov tak môže prísť k vzniku závažných vývojových porúch srdcovocievneho systému.