Embryonale hartontwikkeling

Het eerste orgaan dat in het menselijk lichaam wordt gecreëerd, is het hart. Dit betekent dat het cardiovasculaire systeem ook het eerste systeem is in de ontwikkelingsfase van de embryogenese, die is opgebouwd en zeer complex is. De eerste hartslag van het embryo kan rond de zesde week van de zwangerschap door middel van echografie worden gedetecteerd. Tot dan is er echter veel aan de hand embryonale hartontwikkeling gebeuren.

Wat is embryonale hartontwikkeling?

Vanaf de derde week begint het proces van hartvorming. Zolang er maar een paar cellen zijn, krijgt elke cel de nodige voedingsstoffen uit zijn omgeving. Maar zodra de cellen zich gaan delen, kunnen de voedingsstoffen zonder hulp de cellen niet meer bereiken. De stoffen moeten dus ergens anders heen worden vervoerd.

Tegelijkertijd ontstaan ​​er afbraak- en afvalproducten die moeten worden afgevoerd. Dit is de taak van het cardiovasculaire systeem en de reden waarom dit de eerste is die in het organisme wordt gevormd.

Functie en taak

De structuur begint met de vorming van de driebladige zaadlob. Dit is een weefselcluster die na de bevruchting uit de zygote (bevruchte eicel) tevoorschijn komt, nadat de cellen zich hebben gedeeld en de celmigratie begint. Het bestaat uit het binnenste zaadlob, ook wel het endoderm genoemd, en bouwt aanvankelijk een tweelaagse structuur op die eindigt met het buitenste zaadlob, het ectoderm. Ten slotte vormt de migratie en verplaatsing van alle cellen de middelste laag, het mesoderm, die als gevolg van het proces tussen de andere twee lagen wordt gedrukt.

Deze drie lagen zien eruit als een schijf. De buitenste laag is bevestigd aan een met vloeistof gevulde blaas, de vruchtholte. Op zijn beurt is er een dooierzak op het endoderm. Het proces van het vormen van de zaadlobben wordt gastrulatie genoemd.

In de middelste laag vormt zich een akkoordplaat, die aanvankelijk als een kanaal fungeert en vervolgens uitgroeit tot een soort buis. Deze, ook wel de 'chorda dorsalis' genoemd, loopt langs de as van het embryo. Aan de zijkant hiervan is het endoderm.

De prechodale plaat bevindt zich boven de 'chorda dorsalis'. Het endoderm gaat langs de as en beweegt de as in het mesoderm. Tegelijkertijd vormt zich een neurale uitstulping op het ectoderm, die zich vervolgens sluit om de neurale buis te vormen.

Dit is de fase waarin grote celherschikkingen plaatsvinden tijdens de embryogenese. Er vindt een verticale en laterale vouwing van het driebladige cotyledon plaats, er vormt zich een intra-embryonale lichaamsholte, die ook bekend staat als de coelomiale holte en wordt omgeven door het mesoderm en ectoderm. Het endoderm sluit zich af met de darmbuis.

Het nekgebied voor de prechodale plaat vormt het uitgangspunt voor de gehele ontwikkeling van het hart en ligt in de cardiogene zone. Hier bevinden zich de oorspronkelijke cellen van het hartsysteem en hier wordt ook de hartbuis gevormd. Dit is nog steeds primitief en bevindt zich op de bodem van de lichaamsholte, omgeven door het mesoderm, dat later het myocardium wordt.

De hartbuis begint nu te buigen en te verlengen en vormt vanaf de vierde week een lusachtige structuur. Hierdoor ontstaan ​​verschillende kamers en de hartlus die naar links verschuift. In deze toestand lijkt de hartlus al op het toekomstige hart, maar aanvankelijk is er slechts één atrium en één kamer. Dan worden vier interieurs van het hart gevormd door scheiding.

Er is een overgang tussen het reeds bestaande atrium en het ventrikel. Dit wordt het atrioventriculaire kanaal genoemd. De wanden worden dikker om endocardiale kussens te vormen die samenvloeien om een ​​linker en rechter gedeelte te vormen.

Er beweegt een spierstang naast, de opening die nog aanwezig is wordt afgedekt door een conische uitstulping. Het 'septum primum', dat uitgroeit tot het pre-septum en dat op zijn beurt uit het primitieve atrium is gegroeid, versmelt met het endocardiale kussen.

Nadat de kamers zijn gesplitst, splitst de Austrombahn zich ook. Dit gebeurt via het 'septum aorticopulmonale'. De bloedstroom die nu door de hartlussen stroomt, creëert daar spiraaldrukcondities en dient zo als oriëntatiehulpmiddel voor het 'septum aorticopulumonale'.

Het 'septum primum' wordt vergezeld door een ander 'septum secundum' en er worden ook twee openingen gevormd, die nodig zijn omdat de longen zich nog niet hebben gevormd en de bloedcirculatie op peil blijft. Beide septa groeien samen en vormen een opening. Het hart is nu compleet.

Ziekten en aandoeningen

Gedurende het hele menselijke leven pompt het hart bloed door het lichaam. Het complexe ontwikkelingsproces van het hart kan echter leiden tot misvormingen en deze kunnen op hun beurt verschillende, zelfs gecombineerde defecten veroorzaken.

Als het hart na verloop van tijd wordt aangetast door schade of aandoeningen, kunnen bepaalde gebieden niet meer volledig genezen. Onderzoekers hopen daarom hartcellen te vervangen die onherstelbaar zijn, wat een alternatief zou zijn voor harttransplantaties bij de behandeling van hartaandoeningen.

Een onderzoeksrichting probeerde z. B. om beenmergcellen te produceren, die nieuwe hartspiercellen zouden moeten vormen, maar dat lukte niet. Net zoals lang werd aangenomen dat het volwassen brein geen nieuwe hersencellen kan maken, wat het niet kan (zie Neurogenese), was er ook de aanname dat het hart van een volwassene geen nieuwe hartcellen zou kunnen maken. Ook dat kan worden weerlegd. Dit vermogen neemt echter af met de leeftijd.

De ontdekking dat er nog steeds nieuwe hartcellen worden geproduceerd, zij het in steeds kleinere vormen, heeft een nieuw onderzoeksgebied geopend in de hoop een beschadigd hart van nieuwe cellen te kunnen voorzien. Om dit te doen, proberen onderzoekers te achterhalen waar de nieuw gevormde hartcellen vandaan komen en hoe deze vorming kan worden gecontroleerd in een gezond organisme. Net als in de hersenen, wordt aangenomen dat er hartstamcellen zijn die nieuwe cellen kunnen produceren. Onderzoekers proberen deze in het laboratorium te kweken. Op deze manier kunnen embryonale stamcellen worden omgezet in hartcellen. Met de huidige stand van het onderzoek wijst het lichaam de cellen echter nog steeds af tijdens herimplantatie.