KARDİYOVASKÜLER SİSTEMİN GELİŞİMİ Prof Dr. Murat AKKUŞ
KARDİYOVASKÜLER SİSTEMİN GELİŞİMİ Gelişiminin ilk aşamalarında besin ihtiyacını diffüzyonla karşılayabilen embriyo, kısa zamanda hızla büyümesi nedeniyle hem oksijen ve besin ihtiyacını karşılayacak hem de artık ürünleri yapısından uzaklaştıracak yeni, etkili bir metot oluşturmak zorunda kalır. Bu nedenle embriyoda gelişimini tamamlayan ilk sistem kardiyovasküler sistemdir.
Primitif kalp tüpünün oluşumu ve pozisyonu: Kalbin gelişimi yaklaşık 19. günde başlar. Embriyonik diskin nöral tabakasının kraniyal ve lateralinde yerleşmiş at nalı biçimindeki splanknoplevral mezoderm bölgesine kardiyojenik bölge adı verilir.
Gelişimin 19. gününde kardiyojenik bölgede bir çift vasküler yapı olan endokardiyal kalp tüpleri gelişmeye başlar. 20. günde embriyonun lateral katlanması gerçekleştikçe, bu iki kalp tüpü birbirlerine yaklaşır ve tek bir tüp olan primitif kalp tüpünü oluşturacak şekilde birleşir.
Embriyo, lateral katlanması ile eş zamanlı olarak, sefalik yönde de katlanır. Sefalik katlanma ile her iki endokardiyal kalp tüpü ile bunların birleşmesiyle oluşan primitif kalp tüpü torasik bölgeye yerleşir ve sonuçta orofarengeal membranın kaudalinde ve ön bağırsağın ventralinde lokalize olur.
Primitif kalp tüpü başlangıçta sadece endotelden oluşmuştur. Gelişimin 22. gününde kalın bir splanknoplevral mezoderm tabakası kalp tüpünü sarar ve iki yeni tabakaya dönüşür. Bunlardan ilki miyokardiyum tabakasıdır ve adından da anlaşıldığı gibi kalbin kas tabakasını oluşturur.
İkinci tabaka ise kardiyak jel tabakasıdır. Kalın, aselüler bir matriks olan kardiyak jel tabakası gelişmekte olan miyokardiyum hücreleri tarafından salgılanır ve miyokardiyumu endokardiyal tüpten ayırır. Epikardiyum (visseral perikardiyum) ise sinus venozus ve septum transversum bölgelerinden kalbin dış yüzeyine doğru göç eden mezotelial hücreler tarafından oluşturulur. Mezotel hücreleri de splanknoplevral mezodermden köken alırlar.
.splanik mezoderm primordiyum myokard Endotelyal tüp kalbin iç örtüsü endokard İkisi arasında jelatinöz bağ dokusu kardiyak jel Perikardiyal kavite perikard kesesi sinus venosus dış yüzünden köken alan mezotelyal hücreler epikard
Kardiyak halkanın oluşumu: Gelişimin 21. gününde primitif kalp tüpünde bir dizi daralmalar ve genişlemeler belirir. Gelişimin takip eden aşamalarında bu genişleme bölgeleri kalp odacıklarını oluştururken daralma bölgeleri de sulkusları oluşturur
Primitif kalp tüpünün en alt ucunda oluşan genişleme sinüs venozustur. Sağ ve sol sinus boynuzlarından oluşan bu yapıya her iki taraftan umblikal venler, vitellin venler ve kardinal venler ile taşınan kan boşalır.
Sinüs venozusun kraniyalinde yer alan iki genişleme sırasıyla primitif atriyum ve primitif ventrikül olarak adlandırılır. Bu yapılar atriyoventriküler sulkus ile birbirlerinden ayrılmışlardır. Gelişimin ileri evrelerinde primitif atriyum sağ ve sol atriyumun bir kısmını oluştururken primitif ventrikül de sol ventrikülün büyük kısmını oluşturur.
Ventrikülden sonraki genişleme bulbus kordistir. Bu yapı ile primitif ventrikül arasında bulboventriküler sulkus bulunur. Bulbus kordisin alt kısmı ileride sağ ventrikülün büyük kısmını oluşturacağı için bulboventriküler sulkus interventriküler sulkus olarak da adlandırılır.
Bulbus kordisin üst ucundaki genişleme ise kono trunkusdur. Primitif kalp tüpünün bu bölgesi sağ ve sol ventriküllerin kanlarını boşalttıkları konus kordis ve trunkus arteriozus dan oluşur.
Gelişimin ileri evrelerinde konus kordisin sağ duvarı sağ ventrikülün yapısına, sol duvarı ise sol ventrikülün yapısına katılır. Trunkus arteriozus ise çıkan aortayı ve pulmoner traktusu oluşturmak üzere ikiye bölünür.
Endokardiyal Kalp Tüpü aortik arklar II Aortik kese III Trunkus art. Konus kordis I Bulbus cordis Primitif ventrikül Primitif atrium Sağ sinüs boynuzu Sol sinüs boynuzu
Bulbus kordis Primitif ventrikül Primitif atrium Sinus venozus Bulboventriküler sulkus Atrioventriküler sulkus
Gelişimin 23. gününde kalp tüpü uzamaya ve sağa doğru katlanmaya başlar. Yaklaşık 28. günde tamamlanan bu hareket sonunda primitif kalp tüpünü oluşturan genişleme bölgeleri yer değiştirirler ve ileride yapısına katılacakları kalp kısımlarının anatomik yerleşimlerine otururlar.
İleri dönemlerde sağ ventrikülün yapısına katılacak olan bulbus kordis inferiyorda, önde ve sağda yerleşir. Sol ventrikülü oluşturacak olan primitif ventrikül ise sola kayar. Atriyumların oluşumunda rol oynayacak olan primitif atriyum da arkaya ve süperiyora yerleşir.bu aşamada kalp tüpünün sağa doğru değil de sola doğru katlanması dextrokardi gelişimine neden olur.
Primer KalpTüpünün Bükülmesi- Kardiyak halka Primer kalp tüpünün bükülmesi sonucunda, Bulbus kordis aşağıya, ventrale ve sağa doğru, Primitif ventrikül sola, atriumun kaudaline, Primitif atrium ve sinus venozus arkaya, yukarıya ve sola doğru yer değiştirir. Trunkus arteriyozus bulbus kordis ve primitif ventrikülün dorsalinde ve üzerinde lokalize olur.
Sinüs venozusda meydana gelen değişiklikler: Sinüs venozus başlangıçta primitif atriyumun dorsal duvarının merkezine açılır ve boyutları birbirine eşit olan sağ ve sol boynuzlardan oluşur. Ancak, sağ ve sol boynuzlara kan taşıyan umblikal, vitellin ve kardinal venlerde embriyonik gelişme esnasında oluşan değişiklikler sonucunda, 4. haftanın sonunda sağ boynuz sol boynuza oranla önemli derece büyür.
SİNUS VENOZUS Koryondan, vitellus kesesinden ve embriyodan gelen umblikal, vitellin ve ortak kardinal venlerin getirdiği kanı alır.
Sağ boynuzun büyümesi ile sino atriyal açıklık sağa doğru kayar ve primitif atriyumun ileride sağ atriyumu oluşturacak kısmına açılır. Sol sinüs boynuzu ise, büyümesindeki durma sonucu kalbin arka duvarında küçük venöz bir keseye dönüşür ve koroner sinüs ile sol atriyumun küçük oblik venini oluşturur.
Sağ sinüs boynuzu kalbin büyüme hızına ayak uydurmak için genişler. Genişledikçe sağ atriyumun duvarına katılarak, atriyumun sinüs venarum olarak isimlendirilen kısmını oluşturur.
Gelişimin bu aşamasında sinüs venozusun sağ atriyumun duvarına tam olarak katılmaması ve/veya septum sekundumun defektif gelişmesi atriyumlar arasındaki septumun üst seviyelerinde, süperior vena kavanın atriyuma açılma bölgesinde yerleşen bir atriyal septal defekt (ASD) gelişimine neden olur. Bu tip ASD ye sinüs venozus tipi ASD adı verilir.
Primitif atriyumdan köken alan sağ atriyum bölümü ise ventrale itilir ve aurikulayı oluşturur. Sinüs venarum düz bir yapıya sahiptir; aurikülanın ise trabeküllü bir yapısı vardır. Bu iki bölüm içten krista terminalis ile dıştan ise sulkus terminalis ile birbirlerinden ayrılır.
Sinus venozusda oluşan değişiklikler Primitif atriumun dorsal duvarına açılır. Aynı büyüklükte sağ ve sol boynuzdan oluşur. 4. haftanın sonunda sol boynuz boyutu küçülür, koroner sinus adını alır. Sağ boynuz genişler; vena cava superior dan baş ve boyun kanını, vena cava inferior dan gövde ve plasentadan gelen kanı alır ve sağ atrium duvarıyla birleşir.
Pulmoner venlerin gelişimi: Sağ atriyum 4.-5. haftalarda yeniden şekillenirken, sol atriyumda da yeniden şekillenmeye yönelik olaylar gelişir. 4. haftanın başlarında primitif atriyumun dorsal duvarından dışa büyüme şeklinde pulmoner ven gelişmeye başlar. Kısa süre sonra sağ ve sol dallara ayrılan pulmoner venin bir kez daha dallanması sonucunda 4 adet pulmoner ven oluşur. Akciğere doğru büyüyen bu damarlar burada gelişmekte olan venlerle ağızlaşırlar.
5. hafta boyunca, sol atriyum genişledikçe genişleyen pulmoner venler atriyumun duvarına katılır. Sonuç olarak atriyumun bu kısmında önce 2 pulmoner ven bulunurken duvara katılma ilerledikçe pulmoner venlerin 4'ü de atriyuma ağızlaşır. Yapıya katılan bu kısım sol atriyumun düzgün kısmını oluştururken, primitif atriyumdan kaynaklanan trabeküllü kısım da ventrale ve sola yerleşerek sol aurikulayı oluşturur.
Pulmoner venlerin oluşumu Sol atriyumda da 4. haftanın başlarında primitif atriyumun dorsal duvarından dışa büyüme şeklinde pulmoner ven gelişimi başlar. Sağ ve sol dallara ayrılan pulmoner ven bir kez daha dallanır ve 4 adet pulmoner ven oluşur. 5. hafta boyunca, sol atriyum genişledikçe pulmoner venler atriyumun duvarına katılır. Yapıya katılan bu bölüm sol atriyumun düzgün kısmını oluşturur, primitif atriyumdan kaynaklanan trabeküllü kısım da ventrale ve sola yerleşerek sol aurikulayı oluşturur.
Atriyoventriküler kanalın ikiye ayrılması: Atriyoventriküler kanal bölgesinde kalp tüpünün ön ve arka duvarlarında endokardiyal yastıklar gelişir. Bu yastıklar birbirlerine doğru büyüyerek birleşirler. Bu birleşme sonucunda oluşan septum intermediyum atriyoventriküler kanalı sağ ve sol atriyoventriküler kanallara ayırır. Bu iki endokardiyal yastığın normal şekilde büyüyüp birleşmemesi atriyoventriküler septal defektin (endokardiyal yastık defekti) gelişmesine neden olur.
Primitif atriyumun sağ ve sol atriyumlara bölünmesi: Primitif atriyum, iki farklı septumun oluşması ve farklılaşması ile sağ ve sol atriyumlara bölünür
Bu septumların ilki ince, membranöz bir yapıya sahip olan septum primumdur. Alt ucu yarım ay biçiminde olan septum primum, embriyonik gelişimin 28. gününde, primitif atriyumun çatısının kraniyodorsal duvarından gelişmeye başlar ve aşağıya doğru büyür
Septum primum aşağı doğru büyümesine devam ederken, endokardiyumda, atriyoventriküler kanal hizasında, bir çift endokardiyal kalınlaşma oluşur. Ön ve arka endokardiyal yastıklar olarak adlandırılan bu yapılar, birbirlerine yaklaşırlar ve orta hatta birleşerek septum intermediyumu oluştururlar. Bu yapı ile septum primum arasında kalan açıklığa da ostium primum (foramen primum) adı verilir.
Gelişimin ileri evrelerinde septum primum aşağı doğru büyümesine devam eder ve sonuçta septum intermediyum ile birleşerek ostium primumun kapanmasını sağlar.
Eğer septum primum, septum intermediyum ile birleşemez ise ostium primum tipi ASD gelişir. Sıklıkla, bu birleşememenin nedeni ön ve arka endokardiyal yastıkların normal şekilde gelişip birleşmemesi (endokardiyal yastık defekti) ve bunun sonucunda da septum intermediyumun defektif oluşmasıdır.
Ostium primum tam olarak kapanmadan önce, septum primumun üst ucunda perforasyonlar oluşur ve bu perforasyonlar birleşerek yeni bir ostiumu, ostium sekundumu (foramen sekundum) meydana getirir. Yani sağ atriyum ile sol atriyum arasındaki bağlantı kesilmez, önce çok sayıdaki küçük perforasyonlar yoluyla daha sonra da ostium sekundum yoluyla devam eder.
Primitif atriyumun sağ ve sol atriyumlara bölünmesinde rol oynayan ikinci septum septum sekundumdur.
Septum primumun hemen sağından, atriyumun ventrokraniyal duvarından gelişmeye başlayan septum sekundum, septum primuma oranla çok daha musküler bir yapıdır. Açıklığı yarım ay biçiminde olan septum sekundum da tıpkı septum primum gibi aşağıya doğru büyür ve osteum sekundumu örter (septum sekundumun aşağı doğru büyümesinin, osteum sekundum tamamen örtülmeden durması osteum sekundum tipi ASD ile sonuçlanır).
Ancak, septum primumun aksine, atriyoventriküler kanal hizasında gelişen septum intermediyum ile birleşmez. Septum sekundum ile septum intermediyum arasında kalan açıklık foramen ovale adını alır
Sağ ve sol ventriküllerin septum ile ayrılması: Sağ ve sol ventriküllerin bölünmesi başlamadan önce, kalbin katlanması ve kıvrılması bittikten sonra bile normal konumuna yerleşmemiş olan atriyoventriküler kanal sağa doğru yer değiştirir.
Atriyoventriküler kanalın bu sağa hareketinin en önemli sonucu; ileride pulmoner traktusu ve aortayı oluşturacak olan trunkus arteriozusun sol ventriküle de ağızlaşmasıdır. Bu gelişme sırasında konus kordisin sağ duvarı sağ ventrikülün yapısına sol duvarı ise sol ventrikülün yapısına katılır. Aynı esnada ön ve arka endokardiyal yastıkların birleşmesi ile atriyoventriküler kanal sağ ve sol atriyoventriküler kanallara ayrılır.
Primitif ventrikülün bölünmesi ventrikülün apeksinde kalın, musküler bir katlantının oluşması ile başlar. Yarım ay biçimli bu katlantı septum intermediyuma doğru büyür ancak bu iki septum gelişimin 7. haftasının sonlarına kadar birleşmezler, interventriküler foramen ile birbirlerinden ayrılırlar.
Bu foramenin varlığı ve birleşmenin zamanlaması kritiktir çünkü; kapanma sol ventrikül ile trunkus arteriozus arasındaki ağızlaşma oluşmadan gerçekleşir ise bu iki yapının birbirleri ile olan ilişkisi kesilir.
İnterventriküler foramen 7. haftanın sonlarında üç ayrı kaynaktan gelen dokuların birleşmesi ile kapanır. Bu dokular sağ bulbar çıkıntı, sol bulbar çıkıntı ve endokardiyal yastıklardır.interventriküler septumun membranöz kısmı endokardiyal yastıkların sağ tarafından gelen bir doku uzantısından köken aldığı için, endokardiyal yastıklar aynı zamanda interventriküler septumun membranöz kısmını da oluştururlar.
İnterventriküler septumun membranöz kısmının gelişiminin defektif olması nedeniyle interventriküler foramenin tam olarak kapanmaması sonucunda oluşan konjenital kalp malformasyonuna membranöz tip ventriküler septal defekt ( VSD) denir.
Trunkus arteriozusun bölünmesi: Gelişimin 9. haftasında bulbus kordisin sağ ve sol duvarlarındaki mezenkimal hücrelerin aktif olarak çoğalması sonucunda sağ ve sol bulbar çıkıntılar oluşur. Benzer yapılar trunkus arteriozusta da oluşur ve bulbar çıkıntılar ile devam halindedirler.
Bulbar ve trunkal çıkıntılar 180 derece dönen spiral biçimindedirler. Bu yapıların birleşmesi ile oluşan aortikopulmoner septum da spiral şeklindedir ve birleşme tamamlandığında trunkus arteriozusu, aorta ve pulmoner traktusu oluşturacak biçimde ikiye böler. Aortikopulmoner septumun spiral şeklinden dolayı pulmoner traktus çıkan aorta etrafında döner.
Trunkal çıkıntıların ya da aortikopulmoner septumun gelişememesi sonucunda trunkus arteriozusun aorta ve pulmoner traktusa bölünmemesine persistan trunkus arteriozus denir. Aortikopulmoner septumun oluşumunda sadece bir bölgede lokalize olarak meydana gelen defekt ise aortikopulmoner septal defekt ismini alır.
Bulbus kordis ve Trunkus Arteriozus Bulbus kordis in proksimal bölümü; Sağ ve sol ventrikülün üst bölümleri Konus kordis; Sağ ve sol ventrikülün dış akım yolları Trunkus arteriozus; Aorta ve pulmoner trunkusun kökleri ile proksimal parçaları
Trunkus arteriozus ve ventrikül odacıkları boyunca bir kesi uygulandığında;
Bulbus kordis ve Trunkus arteriozus un bölmelenmesi, Aortikopulmoner septumun oluşumu 5. haftada mezenşimal hücrelerin aktif proliferasyonu ile bulbar ve trunkal çıkıntılar oluşur. Nöral krista hücreleri çıkıntılara göç eder. Bulbar ve trunkal çıkıntılar birbirlerine doğru büyür, trunkus arteriozus ve bulbus kordiste birer septum oluşur. Trunkus arteriozus; aortik ve pulmoner kanal olarak ikiye bölünür. Bulbus ve konus kordis; sağ ventrikülün dış akım yolu (pulmoner trunkus) ve sol ventrikülün dış akım yolunu (aorta) oluşturacak şekilde iki kanala ayrılır.
Pulmoner trunkus Aortik trunkus Konotrunkal yastıkçıklar
Bulbus kordis ve Trunkus arteriozus un bölmelenmesi, Aortikopulmoner septumun oluşumu Trunkokonal çıkıntıların oluşturduğu septumlar birleşir, aortikopulmoner septumu oluşturur. Birleşim sürecinde birbirlerinin etrafında 180º lik bir spiral ya da helikal rotada dönüş yaparlar. Aortik ve pulmoner akım birbirinden ayrılır. Bulbus kordis tamamen ventriküllerin duvarına katılır; Sağ ventrikülde konus arteriyozus Sol ventrikülde aortik vestibül (aort kapağının alt bölümü)
Konotrunkal yastıkçıklar Aortik kanal Pulmoner kanal
Konotrunkal yastıkçıkların dorsale ve ventrale doğru kayması, aortikopulmoner septum, aorta ve pulmoner arterin spiralleşmesi
Kalp kapaklarının gelişimi Aortik ve pulmoner semilunar kapaklar; subendokardiyal dokudaki şişkinliklerden gelişir.
Kalp kapakların gelişimi: Semilunar kapaklar aorta ve pulmoner traktusun ağızlarında beliren subendokardiyal doku yapısındaki 3 adet şişkinlikten gelişmeye başlar. Bu şişkinliklerin yeniden şekillenmesi ile kapaklar son hallerini alırlar. Atriyoventriküler kapaklar da, benzer biçimde, atriyoventriküler kanalların etrafında oluşan lokal doku proliferasyonu ve bu dokuların yeniden şekillenmesi ile meydana gelirler.
BU ŞEKİLDE, SOL ATRİOVENTRİKÜLER KANALDA İKİ KAPAKLI BİKÜSPİT VEYA MİTRAL KAPAK, SAĞDA DA ÜÇ KAPAKLI TRİKÜSPİT KAPAK OLUŞUR.
KAYNAKLAR Moore K., Persaud T.V.N.,(Çeviri Editörleri: Yıldırım M., Okar İ., Dalçık H.), İnsan Embriyolojisi, Nobel Tıp Kitabevleri, Ankara, 2002. Langman s Medical Embriology, Türkçe çeviri, Çeviri editörü: Başaklar C., Nobel Tıp Kitabevleri, Ankara, 2005. Şeftalioğlu A., İnsan Embriyolojisi, Meteksan Basım Yayın, 1998.