18.4: Розвиток кровоносних судин та кровообігу плода
- Page ID
- 68241
До кінця цього розділу ви зможете:
- Опишіть розвиток кровоносних судин
- Відрізнити кровообіг плода від кровообігу новонародженого
У ембріона, що розвивається, серце розвинулося досить до 21 дня після запліднення, щоб почати битися. Схеми кровообігу чітко встановлюються до четвертого тижня ембріонального життя. Дуже важливо для виживання людини, що розвивається, що кровоносна система формується рано, щоб забезпечити зростаючу тканину поживними речовинами та газами та видаляти продукти життєдіяльності. Виробництво клітин крові та судин у структурах поза ембріоном, які називаються жовтковим мішком, хоріоном та сполучним стеблом, починаються приблизно через 15-16 днів після запліднення. Розвиток цих кровоносних елементів всередині самого ембріона починається приблизно через 2 дні. Протягом тих перших кількох тижнів з ембріональної мезодерми починають формуватися кровоносні судини. Клітини-попередники відомі як хемангіобласти. Вони, в свою чергу, диференціюються на ангіобласти, які породжують кровоносні судини та плюрипотентні стовбурові клітини, які диференціюються на формовані елементи крові. Разом ці клітини утворюють маси, відомі як острови крові, розкидані по ембріональному диску. На островах крові з'являються простори, які розвиваються в просвіти судин. Ендотеліальна оболонка судин виникає з ангіобластів всередині цих островів. Навколишні мезенхімальні клітини породжують гладком'язові і сполучнотканинні шари судин. Поки судини розвиваються, плюрипотентні стовбурові клітини починають утворювати кров.
Судинні трубки також розвиваються на островах крові, і вони в кінцевому підсумку з'єднуються один з одним, а також з розвивається, трубчастим серцем. Таким чином, закономірність розвитку, а не починаючи від формування одного центрального судини і поширюючись назовні, відбувається в багатьох регіонах одночасно з пізніше з'єднанням судин. Цей ангіогенез - створення нових кровоносних судин з існуючих - триває в міру необхідності протягом усього життя, коли ми ростемо і розвиваємося.
Розвиток кровоносних судин часто відбувається за тією ж схемою, що і розвиток нерва. Це відбувається тому, що багато факторів, що направляють ріст нервів, також стимулюють кровоносні судини рости поблизу нервів в тій же області. Чи розвивається дана судина в артерію або вену, залежить від місцевих концентрацій сигнальних білків.
У міру зростання ембріона в матці матері його потреби в поживних речовині і газообміні також ростуть. Плацента - орган кровообігу, унікальний для вагітності, розвивається спільно з ембріона та структур стінки матки, щоб заповнити цю потребу. З плаценти виходить пупкова вена, яка переносить багату киснем кров від матері до нижньої порожнистої вени плода через венозну протоку до серця, яке перекачує її в кровообіг плода. Дві пупкові артерії несуть збіднену киснем плодову кров, включаючи відходи і вуглекислий газ, до плаценти. Залишки пупкових артерій залишаються у дорослої людини як медіальні пупкові зв'язки.
У кровоносній системі плода є три основні шунти - альтернативні шляхи кровотоку. Два з цих шунтів відводять кров з легеневої в системний контур, тоді як третій з'єднує пупкову вену з нижньою порожнистою веною. Перші два шунти критичні під час внутрішньоутробного життя, коли легені стиснуті, наповнені навколоплідними водами, і нефункціональні, а газообмін забезпечується плацентою. Ці шунти закриваються незабаром після народження, однак, коли новонароджений починає дихати. Третій шунт зберігається трохи довше, але стає нефункціональним після розриву пуповини. Три шунти виглядають наступним чином (рис.\(\PageIndex{1}\)):
- Овальний отвір - отвір в міжпередсердної перегородці, що дозволяє крові надходити з правого передсердя в ліве передсердя. Клапан, пов'язаний з цим отвором, перешкоджає зворотному потоку крові в період плода. У міру того, як новонароджений починає дихати і підвищується артеріальний тиск в передсердях, цей шунт закривається. Ямка овальна залишається в міжпередсердної перегородці після народження, позначаючи розташування колишнього овального отвору.
- Артеріозний проток - це короткий м'язовий посудину, який з'єднує легеневий стовбур з аортою. Велика частина крові, що перекачується з правого шлуночка в легеневий стовбур, тим самим відводиться в аорту. Лише достатня кількість крові досягає легенів плода для підтримки розвивається легеневої тканини. Коли новонароджений робить перший вдих, тиск всередині легенів різко падає, і легені, і легеневі судини розширюються. Зі збільшенням кількості кисню гладкі м'язи в стінці артеріальної протоки звужуються, ущільнюючи прохід. В кінцевому підсумку м'язові і ендотеліальні компоненти артеріальної протоки перероджуються, залишаючи тільки сполучнотканинний компонент артеріозумної зв'язки.
- Венозна протока - це тимчасова кровоносна судина, яка відгалужується від пупкової вени, що дозволяє більшій частині свіжої кисню крові з плаценти - органу газообміну між матір'ю та плодом - обійти печінку плода і перейти безпосередньо до серця плода. Венозний проток повільно закривається протягом перших тижнів дитинства і вироджується, перетворюючись на венозну зв'язку.
Огляд концепції
Кровоносні судини починають формуватися з ембріональної мезодерми. Гемангіобласти попередника диференціюються на ангіобласти, які породжують кровоносні судини і плюрипотентні стовбурові клітини, які диференціюються на формовані елементи крові. Разом ці клітини утворюють кров'яні острівці, розкидані по всьому ембріону. Розширення, відомі як судинні трубки, в кінцевому підсумку з'єднують судинну сітку. Коли ембріон росте в утробі матері, плацента розвивається, щоб постачати кров, багату киснем та поживними речовинами, через пупкову вену та видаляти відходи крові, виснаженої киснем, через пупкові артерії. Три основні шунти, виявлені у плода, - це овальний отвір та артеріальний проток, які відводять кров від легеневого до системного контуру, та венозний проток, який несе свіжу кисню кров з високим вмістом поживних речовин від плаценти до серця плода.
Переглянути питання
Питання: Острови крові ________.
А. скупчення клітин, що фільтрують кров, в плаценті
Б. маси плюрипотентних стовбурових клітин, розсіяних по всьому кістковому мозку плода
С. судинні трубки, що дають початок ембріональному трубчастому серцю
Д. маси розвиваються кровоносних судин і формених елементів, розкидані по всьому ембріональному диску
- Відповідь
-
Відповідь: D
Питання: Яке з наведених нижче тверджень вірно?
А. дві пупкові вени переносять збіднену киснем кров від плодового кровообігу до плаценти.
Б. одна пупкова вена переносить багату киснем кров від плаценти до серця плода.
Дві пупкові артерії несуть виснажену киснем кров до легенів плода.
Жодне з перерахованих вище не відповідає дійсності.
- Відповідь
-
Відповідь: B
Q. Венозний проток - шунт, який дозволяє ________.
А. плодова кров тече з правого передсердя в ліве передсердя
Б. плодова кров надходить з правого шлуночка в лівий шлуночок
C. найбільш свіжо насичена киснем кров для надходження в серце плода
D. найбільш виснажена киснем плодова кров надходить безпосередньо в легеневий стовбур плода
- Відповідь
-
Відповідь: C
Питання критичного мислення
Питання: Всі тканини, включаючи злоякісні пухлини, потребують кровопостачанні. Поясніть, чому препарати, звані інгібіторами ангіогенезу, будуть використовуватися при лікуванні раку.
- Відповідь
-
А. інгібітори ангіогенезу - це препарати, які гальмують ріст нових кровоносних судин. Вони можуть перешкоджати зростанню пухлин, обмежуючи їх кровопостачання і, отже, доступ до газу і обміну поживних речовин.
В. Поясніть, чому пупкова вена, яка несе насичену киснем кров, називають веною.
- Відповідь
-
А. категоризація артерій і вен має відношення лише до напрямку руху крові по відношенню до серця, а не вмісту кисню в крові всередині судини. Пупкова вена приносить насичену киснем кров з плаценти до серця дитини. Судини, які спрямовані до серця класифікуються як вени в той час як судини, які спрямовані далеко від серця класифікуються як артерії.
Q Пояснити розташування та значення артеріальної протоки в кровообігу плода.
- Відповідь
-
А. артеріальна протока - кровоносна судина, що забезпечує прохід між легеневим стовбуром і аортою протягом життя плода. Велика частина крові, що викидається з правого шлуночка плода і надходить в легеневий стовбур, відводиться через цю структуру в аорту плода, минаючи таким чином легені плода.
Глосарій
- ангіообласті
- стовбурові клітини, що дають початок кровоносних судин
- ангіогенез
- розвиток нових кровоносних судин з існуючих судин
- острови крові
- маси розвиваються кровоносних судин і формених елементів з мезодермальних клітин, розкиданих по всьому ембріональному диску
- артеріальна протока
- шунт у легеневому стовбурі плода, який відводить насичену киснем кров назад до аорти
- венозний проток
- шунт, який змушує насичену киснем кров обходити печінку плода на шляху до нижньої порожнистої вени
- овальний отвір
- шунт, який безпосередньо з'єднує праве і ліве передсердя і допомагає відвести насичену киснем кров з легеневого контуру плода
- Германгійська область
- ембріональні стовбурові клітини, які з'являються в мезодермі і породжують як ангіобласти, так і плюрипотентні стовбурові клітини
- пупкові артерії
- пара судин, яка проходить всередині пуповини і переносить кров плода з низьким вмістом кисню і високим вмістом відходів до плаценти для обміну з материнською кров'ю
- пупкова вена
- єдина посудина, яка бере початок у плаценті і проходить всередині пуповини, переносячи багату киснем та поживними речовинами кров до серця плода
- судинні трубки
- рудиментарні кровоносні судини у плода, що розвивається