Het Hart
1.1 Primitieve hartbuis
Na de gastrulatie op dag 16 van de bevruchting, zien we dat het mesoderm vier structuren gaat vormen op dag 17 en 18:
- de chorda dorsalis (notochord)
- paraxiaal mesoderm
- intermediar mesoderm
- lateraal plaat mesoderm
Het lateraal plaat mesoderm splitst zich op dag 17 in 2 verschillende lagen, het somatisch (parietaal) en splanchnisch (visceraal) blad. Fig. 1 De 19e dag is de eerste dag dat er aan het hart wordt gewerkt. In het cardiogene gebied beginnen de endocardbuizen zich te ontwikkelen (vasculogenese). Het cardiogene gebied is een boog van splanchnisch mesoderm craniaal en lateraal gelegen bij de neurale plaat. Fig. 2 Wanneer deze buizen gevormd zijn, worden ze door de craniocaudale kromming en laterale kromming in de thorax regio gebracht.
Deze twee losse buizen fuseren met elkaar tot een buis d.m.v. apoptose wanneer ze bij elkaar zijn gebracht. Tegelijkertijd met de ontwikkeling van de endocardbuizen zien we dat de ook andere grote vaten, zoals de aorta, groeien in het embryo. De dorsale aorta ontstaat in het dorsale mesenchyme naast de notochord. Deze vaten
vormen de outflow van het toekomstige hart en fuseren met de endocardbuizen nog voor de embryonale krommingen. Wanneer het embryo begint te krommen zorgt dit ervoor dat de eerste aortaboog ontstaat. Fig. 5 In week 4 en 5 zullen zich namelijk nog 4 paar andere aortabogen ontwikkelen. Fig. 6 Op dag 22 begint het hart te werken en 2 dagen later, op dag 24, wordt het ontstane bloed rondgepompt om het weefsel te onderhouden.
Het hart begint te werken wanneer diffusie niet meer voldoende is om zuurstof rond te brengen en koolstofdioxide af te voeren. In de vroege ontwikkeling bestaat het instroomgebied van het hart uit 3 paar venen:
- vv. Cardinales communis
- vv. Vitelinea
- vv. Umbilicales
De vv. vitelinea komen uit de dooierzak en vv. umbilicales bezorgen zuurstofrijk bloed aan het hart vanuit de placenta. De vv. Cardinales communis zorgen voor afvoer van zuurstofarm bloed vanuit het hele embryo. De gevormde hartbuis is in feite een laag endotheelcellen, maar dit blijft niet zo. Op dag 22 gaan er zich meerdere lagen vormen. Een laag splanchnisch mesoderm bedekt de endotheellaag en vormt zo het myocard. Dit myocard gaat zich sterk verdikken en scheid een laag extracellulaire matrix (cardiac jelly) uit wat tussen het endotheel en myocard gaat zitten. Het sereuze epicard (visceraal pericard) ontstaat uit een groep cellen die uit het splanchnisch mesoderm zijn ontstaan, de mesotheel cellen. Deze cellen bevinden zich bij de sinus venosus en migreren in de richting hartbuis. Nu bestaat de hartbuis dus uit 3 lagen: Fig. 7, 8
• Het endocard >> vormt de interne laag van het hart
• Het myocard >> de spierlaag van het hart
• Epicard (visceraal pericard) >> dit is het buitenste laagje op het hart. Hieruit ontstaan de coronair arterien.
1.2 De hartkromming
Nu alle lagen van het de primitieve hartbuis compleet zijn, kunnen de toekomstige delen van het hart worden benoemd. Van craniaal naar caudaal gezien komt men eerste de outflow gebied tegen. Deze eerste verdikking
in de hartbuis wordt de bulbus cordis genoemd. Fig. 9 Deze bulbus cordis gaat later de conotruncus heten. De conotruncus splitst zich tijdens de hartkromming in de conus cordis en de truncus arteriosus. De conus cordis vormt de outflow van de beide ventricles.
De truncus arteriosus is in feite het distale gedeelte van de conus cordis en vormt later de het begin van de aorta en de truncus pulmonalis. De sulcus bulboventricularis scheid de bulbus cordis van de tweede verdikking, de vroege ventrikel. Deze doorgang blijft nauw en wordt de primaire foramen interventriculare genoemd. De sulcus atrioventriculare is de vernauwing tussen de de ventrikel en de primitieve atrium. Het atrium ligt oorspronkelijk buiten het pericard, maar komt door de hartkromming in de pericardholte te liggen. Fig. 10 Op dag 22 begint het hart te krommen. Het craniale gedeelte van de buis (bulbus cordis) buigt rechts naar ventraal en caudaal, terwijl het caudale gedeelte (primitieve atria) links dorsocraniaal buigen. Dit proces is goed te zien in Fig. 10. De hartkromming is voltooid na 18 dagen. De oorzaak van het krommen wordt gezocht in het feit dat de cellen veranderen van vorm. Naast deze theorie zijn er tal van ideeën ontstaan over de oorzaak van de hartkromming, maar geen daarvan is werkelijke bewezen. Het uiteindelijke doel van deze hartkromming is om de hartcompartimenten in de juiste positie t.o.v. elkaar te brengen. De volgende stap in de ontwikkeling is de remoddeling, waarbij de septa en de kleppen op de juiste plaats worden gezet.
1.3 Remodeling
Aan het einde van de hartkromming worden er trabeculae gevormd rondom de primaire foramen interventriculare. Fig. 12. Deze foramen deelt de primaire ventrikel in feite in twee delen, de rechter en linker ventrikel. Ondanks dat de ventrikels nu trabeculae bevatten blijft het uitgangsgebied (bulbus cordis) van het hart glad. De conotruncus die oorspronkelijk rechts gelegen was gaat nu langzaam mediaal liggen door de groeiende atria. Na 28 dagen is de hartkromming voltooid en ondergaat het veneuze systeem een gecompliceerde remoddeling. Zoals eerder gezegd begint het hart op dag 22 te kloppen en wordt het bloed op dag 24 rondgepompt. Vóór de remoddeling van de venen wordt het bloed in de linker en rechter sinus venosus verzameld. Dit zal in een aantal weken veranderen. Tot week 8 wordt het systeem zo veranderd dat het veneuze bloed via de v. cava inferior en v. cava superior alleen in de rechter sinus wordt verzameld. De linker sinus hoorn zal niet meer groeien en wordt uiteindelijk de sinus coronarius en v. obliqua atrii sinistri. De rechter hoorn vormt nu de enige verbinding tussen de sinus en het atrium. De rechter hoorn wordt langzaam een onderdeel van het rechter atrium en de opening in het atrium wordt het ostium sinoatriale genoemd. Het atrium is nu opgedeeld in 2 delen, het gedeelte waar de sinus venosus zijn doorgang heeft noemt men de sinus venarum en de rest van het atrium is de auricula dexter. In tegenstelling tot de auricula is de sinus venarum glad van oppervlak (de auriculae bevatten mm. Pectinati). Het rechter atrium heeft nu 3 ostia; ostium v. cava inferior en superior en ostium sinus coronarius. Om deze ostia ontstaan nu de veneuze kleppen. De linker klep wordt uiteindelijk een onderdeel van de septum secundum, terwijl de rechter klep de uiteindelijke kleppen van de v. cava inferior en sinus coronarius gaat vormen. Fig. 13 De crista terminalis is de scheidingslijn tussen het gladde sinus venarum en de ruwe auricula. Door deze structuur lopen de geleidende vezels naar de AV-knoop. In het linker atrium worden de ostia van de vv. pulmonalis zichtbaar. De 2 oorspronkelijke venen splitsen in 4 venen. Wanneer de 4 ostia te zien zijn fuseren de vv. pulmonalis met venen van de longbuds om zo de kleine circulatie te bewerkstelligen.
1.4 Atriumseptatie en ontwikkeling van de AV kanalen
In de 4e week van de ontwikkeling begint de septatie van de atria en de AV kanalen. De septum primum begint vanaf het dak van het atrium caudaal richting het endocardkussen van het AV kanaal te groeien. De opening tussen deze scheidingswand en het endocardkussen wordt het ostium primum genoemd. Tegelijkertijd met de ontwikkeling van de septum primum gaan zich in de AV kanaal 4 verdikkingen vormen die de endocardkussens worden genoemd. We spreken hier van de superieure, inferieure en 2 laterale kussens. In de 6e week groeien de superieure en inferieure kussens naar elkaar toe en fuseren uiteindelijk met elkaar. Het septum wat nu gevormd is wordt het septum intermedium genoemd. Nu is de AV kanaal gescheiden in de linker er rechter AV kanaal. Aan het einde van de 6e week groeit het septum primum verder naar caudaal totdat het fuseert met het septum intermedium. Het ostium primum groeit zo dicht, maar voordat dit gebeurt, ontstaat aan de basis van de het septum primum het ostium secundum. Dit zorgt ervoor dat de link-rechts shunt van de atria behouden wordt. Vervolgens gaat er zich nog een septum ontwikkelen, namelijk het septum secundum. Deze vormt zich net als de septum primum naar caudaal, maar er bevind zich een gat in het septum dicht bij de
atriumbodem. Dit gat is het foramen ovale. Het septum secundum bevind zich rechts van de septum primum en overlapt zo het ostium secundum. In feite is het septum primum de klep van het foramen ovale geworden. Na de geboorte sluit de shunt zich doordat de druk in het linker atrium groot is geworden en het septum primum tegen het septum secundum wordt aangedrukt. Fig. 14
Tegelijkertijd met het versmelten van de superieure en inferieure endocardkussens, vind er verdere remoddeling plaats. De gevormde AV kanalen bevinden zich eerste in de linker ventrikel. Dit moet veranderen wil uit de truncus arteriosus de aorta en de truncus pulmonalis worden gevormd. Op dag 33 t/m 42 verschuift de AV kanaal en tegelijkertijd fuseren de superieure en inferieure endocardkussens. Nu op dag 42 zijn de 2 AV kanalen temidden van de ventrikels beland. Fig. 15
1.5 Ventrikelseptatie en AV-kanaal klep vorming
De ontwikkeling van het hart is al ver gevorderd, maar er moet nog wel het een en ander gebeuren. De ventrikels zijn nog niet van elkaar gescheiden, er is wel een vernauwing tussen beide delen, maar er moet zich nog een wand vormen. 
Aan het eind van de 4e week begint op de sulcus bulboventricularis een musculaire wand te vormen, het septum interventriculare. Deze wand groeit richting het septum intermedium maar stopt halverwege de 7e week en fuseert er niet mee. Als het septum door zou groeien en te vroeg zou fuseren met het septum intermedium, zou de linker ventrikel afgesloten worden en niet mee in contact komen met de toekomstige aorta.
Tegelijkertijd met deze septumvorming verdikt het myocard zich. De dunne laag wordt vervangen door een flinke laag spierweefsel waarin zich trabeculae carneae ontwikkelen. Nadat de endocardkussens zijn gefuseerd begint rondom de AV kanalen het mesenchym te prolifereren. Mede door de bloedflow worden er kleppen gevormd en welke vast blijven zitten aan de ventrikelwand. Het bloed holt als het ware de ventrikelwand uit. De musculaire koortjes waaraan deze kleppen vast zitten veranderen gedurende de tijd in bindweefsel en worden dan chordae tendinae genoemd. Zij staan in verbinding met de papilairspieren in de ventrikels. Evenals de chordaetendinae bestaan de kleppen ook uit bindweefsel. Fig. 16 Zo ontstaat de mitralis klep (bicuspidalis) aan de linkerzijde en de tricuspidalis klep aan de rechter zijde.
Geschreven door: Dhr. Arash Khamooshian , BSc (Universiteit Utrecht, SUMMA,Biomedische Wetenschappen)
Referentielijst:
Boeken:
- Myung K. Park; Pediatric Cardiology for practitioners; 4th edition
- Peter J. Morris, Ronald A. Malt; Oxford textbook of surgery volume 2
- Greenfield et al.; Surgery: scientific principles and practice
- Braunwald, Zipes, Libby; Heart disease 6th edition
- James E. Dimmick, Dagmar K. Kolmamsek; The embryo and fetus development pathology
- T.W. Sadler; Langman’s medical embryology 8th edition
- prof. dr. J.R.T.C. Roelandt et al.; Leerboek cardiologie
- Wiliam J. Larsen; Human Embryology third edition
- David H. Dillard MD, D.S.c. (Hon), F.A.C.S., Donald W. Miller, Jr., MD, F.A.C.S.;
Atlas of cardiac surgery
Artikelen:
- Daniel Gauthier, MD, William, Meyer, MD, E. Charles Lampley Jr., MD; 1992-02-11-18 Truncus arteriosus © Gauthier www.TheFetus.net
- Igor E. Konstantinov; Repair of persistent truncus arteriosus with interrupted aortic arch: what did we learn? European Journal of Cardiothoracic Surgery 2006;29:635-636
- Krishnakumar Nair et al; Persistent truncus arteriosus: clinical, hemodynamic data and follow-up: a study of 36 cases; Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and
Technology, Thiruvananthapuram; Indian heart journal
- Cifarelli A and Ballerini l. Truncus Arteriosus. Orphanet encyclopedia. June 2003 – John W. Brownet al.; Truncus arteriosus repair: outcomes, risk factors, reoperation and management; European Journal of Cardio-thoracic Surgery 20 (2001) 221±227
- L. Abushaban, B. Uthaman, A.R. Kumar, J. Selvan; Familial Truncus Arteriosus: A Possible Autosomal-Recessive Trait; Pediatric Cardiology 24:64–66, 2003
- Paulo Sampaio Gutierrez et al.; Chest Pain in an Adult With Truncus Arteriosus Communis; American Journal of Cardiology 2004;93:272–273
- Alejandro R. Peirone, Lee N. Benson*, Robert M. Freedom; Clinical findings in common arterial trunk; Progress in Pediatric Cardiology 15 (2002) 23–31
- Kazuo Momma MD et al.; Truncus Arteriosus Communis Associated With Chromosome 22q11 Deletion; JACC Vol. 30, No. 4 October 1997:1067–71
- LeNardo D et al; Neonatal Repair of Truncus Arteriosus: Continuing Improvement in Outcomes; 2001 by The Society of Thoracic Surgeons (Ann Thorac Surg 2001;72:391–5)
- R. Abdulla, G. A. Blew, M.J. Holterman; Cardiovascular Embryology; Pediatric Cardiology 25:191–200, 2004
- S Shrivastava and JE Edwards; Coronary arterial origin in persistent truncus arteriosus; journal of the American heart association Circulation 1977;55;551-554
- Paul A Ebert et al.; Surgical Treatment of Truncus Arteriosus; in the First 6 Months of Life; Department of Surgery and Department of Pediatrics, University of California, San Francisco
Websites:
- www.americanheart.org
- www.merck.com
- www.med.yale.edu
- www.centrus.com.br
- www.emedicine.com
- www.adam.com
- www.ucsfhealth.org
- www.chw.org
- www.heartpoint.com
- www.kinderhart.be
- heart.healthcentersonline.com