✴️ Phôi thai học người: Sự hình thành hệ tim mạch

ĐẠI CƯƠNG

Hệ tim mạch là cơ quan trong phôi hoạt động sớm nhất; máu bắt đầu lưu thông ở cuối tuần thứ ba. Phôi trong giai đoạn sớm có đủ chất dinh dưỡng là nhờ sự thẩm thấu từ các mô bao quanh, nhưng vì phôi lớn rất nhanh nên đòi hỏi phải có một phương thức cung cấp năng lượng và loại bỏ chất thải một cách hiệu quả hơn. Chính vì vậy, hệ tim mạch phát triển rất sớm và trở thành cơ quan cung cấp dinh dưỡng chủ yếu cho phôi.

Dấu hiệu hình thành tim sớm nhất vào đầu tuần thứ ba, đó là sự xuất hiện của cặp ống tim nội mô. Sau đó, cặp dây này tạo lòng, rồi hoà nhập vào nhau để hình thành một ống tim duy nhất. Lúc này, tim chưa có buồng rõ rệt cũng như các cơ tim chưa biệt hoá hoàn toàn nhưng tim đã bắt đầu hoạt động (ngày 21).

Hệ tim mạch hình thành từ mô nguyên bào sinh mạch [1], một mô có nguồn gốc từ trung mô. Các mạch máu ban đầu không thể phân biệt được tĩnh mạch và động mạch, các mạch máu được định danh là nhờ vào mối quan hệ với tim (phía đầu phôi là cực động mạch và phía đuôi phôi là cực tĩnh mạch) và nhờ vào hoạt động (dẫn máu đi hay đem máu tới) được hình thành sau đó.

PHÁT TRIỂN CỦA TIM

Trong quá trình tạo phôi vị, trung bì bên phát triển hướng về phía đầu phôi, phía trước tấm trước dây sống tạo thành diện sinh tim [2] có hình cung. Sau đó, diện sinh tim tách thành hai lá thành và tạng, tạo thành khoang ngoài màng tim, thông nối với khoang ngoài phôi. Do kích thích của nội bì bên dưới, các tế bào của lá tạng sinh sản nhanh chóng tạo thành dây, sau đó tạo lòng để thành hai cặp ống tim nội mô nằm riêng rẽ ở hai bìa của phôi. Nhờ quá trình khép mình của phôi (hai bên gấp về hướng bụng) mà hai ống tim ở hai bên tiến sát vào nhau rồi trở thành một ống duy nhất nằm ở mặt bụng của ruột trước. Cũng nhờ quá trình khép mình của phôi (đầu gập vào thân một góc 180⁰ quanh trục phải-trái) mà diện sinh tim lúc đầu ở phía trước trở thành phía sau của tấm trước dây sống. Như vậy, lúc này tim là một ống thẳng, và vào khoảng cuối tuần 4, ống tim gồm 5 đoạn: hành động mạch chủ [3], hành tim [4], tâm thất nguyên thủy [5], tâm nhĩ nguyên thủy [6] và xoang tĩnh mạch [7] theo thứ tự từ trên xuống dưới (hướng đầu-đuôi). Về phía đầu, hành động mạch chủ tiếp nối với rễ động mạch chủ bụng và về phía đuôi, xoang tĩnh mạch nhận máu từ các cặp tĩnh mạch noãn hoàng, tĩnh mạch rốn và tĩnh mạch chính chung. Xoang tĩnh mạch gồm hai sừng nên mỗi bên sừng sẽ nhận ba tĩnh mạch riêng rẽ của ba cặp tĩnh mạch nói trên.

Để có hình dáng của tim trong tương lai, ống tim trải qua 3 quá trình chính:

Phát triển theo chiều dài và sau đó gấp khúc

Phát triển không đồng đều các buồng tim

Ngăn các buồng tim

Phát triển chiều dài và gấp khúc của ống tim:

Tim được cố định hai đầu bằng mạc treo tim lưng nên khi ống tim dài ra,ống tim sẽ bị gấp khúc lại tại hai vị trí: vị trí thứ nhất nằm giữa hành tim - tâm thất nguyên thủy và vị trí thứ hai nằm giữa tâm thất nguyên thủy - tâm nhĩ nguyên thủy. Về sau, hành tim phát triển thành tâm thất phải, tâm thất nguyên thủy phát triển thành tâm thất trái. Cũng nhờ quá trình gấp khúc, nên hành tim và tâm thất nguyên thủy dần dần di chuyển về phía bụng – đuôi và hơi lệch sang phải, ngược lại tâm nhĩ nguyên thủy và xoang tĩnh mạch lại di chuyển về hướng lưng – đầu và hơi lệch trái.

Sự phát triển không đồng đều của các buồng tim

Hành động mạch chủ: phát triển thành thân và nón động mạch [8], là nơi nối liền giữa động mạch chủ và động mạch phổi với hai tâm thất.

Hành tim: phát triển mạnh thành tâm thất phải.

Tâm thất nguyên thủy: phát triển thành tâm thất trái và đoạn nằm giữa tâm thất nguyên thủy với hành tim trở nên hẹp tương đối do đó trở thành lỗ liên thất.

Tâm nhĩ nguyên thủy: phát triển sang hai bên và bao phủ lên đoạn trên của hành tim. Đoạn nằm giữa tâm nhĩ và tâm thất nguyên thủy trở thành ống nhĩ thất chung [9].

Xoang tĩnh mạch gồm hai sừng trái và phải. Trong quá trình phát triển, sừng trái gần như bị tiêu biến đi và trở thành xoang vành [10] để dẫn lưu máu của cơ tim, chỉ còn sừng phải tăng kích thước khá lớn. Sừng phải sau đó sát nhập một phần vào tâm nhĩ nguyên thủy (nơi sẽ trở thành tâm nhĩ phải) để trở thành nơi nhận máu của tĩnh mạch chủ dưới và tĩnh mạch vành.

Quá trình ngăn các buồng tim:

Quá trình ngăn ống nhĩ thất chung: cuối tuần thứ tư, trong lòng ống nhĩ thất xuất hiện một vách ngăn chia ống nhĩ thất thành hai buồng trái và phải. Ở mỗi bên, có sự tăng sinh của trung mô tại chỗ rồi lại thoái biến một phần để tạo thành van ba lá [11] bên phải (ngăn tâm thất và tâm nhĩ bên phải) và van hai lá [12] ở bên trái (ngăn tâm thất và tâm nhĩ bên trái).              

Quá trình ngăn buồng nhĩ: gồm hai giai đoạn. Giai đoạn đầu là quá trình hình thành vách nguyên phát [13] phát triển từ trên xuống dưới chia buồng nhĩ thành nhĩ phải và trái, trên vách có lỗ thủng được gọi là lỗ nguyên phát [14]. Sau đó, lỗ nguyên phát được bịt kín bởi vách nguyên phát. Tuy nhiên, trước khi lỗ nguyên phát bị bịt kín hoàn toàn thì phần trên của vách nguyên phát bị thoái hoá tạo thành lỗ thứ phát [15]. Giai đoạn tiếp theo là sự xuất hiện của vách thứ phát cũng phát triển từ trên xuống và nằm bên phải của vách nguyên phát. Vách thứ phát che dần lỗ thứ phát làm cho lỗ này trở thành một khe hẹp có hướng từ phải sang trái và từ dưới lên trên và được gọi là lỗ bầu dục [16]. Trong lúc này, vách nguyên phát vẫn tiếp tục thoái hoá phần trên cao chỉ để lại phần dưới và trở thành van lỗ bầu dục.

Quá trình ngăn buồng thất: tâm thất phải (hành tim) và tâm thất trái (tâm thất nguyên thủy) được ngăn cách nhau bởi vách liên thất tạo thành từ: (1) khối trung mô phát triển từ vùng giữa hai cấu trúc này (tạo ra đoạn cơ của vách liên thất); (2) vách ngăn ống nhĩ thất; và (3) hành động mạch chủ.

Quá trình ngăn hành động mạch chủ (thân-nón động mạch): việc ngăn hành động mạch chủ nhằm mục đích tạo ra hai ống động mạch, trong đó ống bên phải (động mạch phổi) phải thông với hành tim (thất phải) và ống bên trái (động mạch chủ) phải thông với tâm thất nguyên thủy (thất trái). Quá trình ngăn này do sự hình thành của một vách ngăn xoắn.

PHÁT TRIỂN CỦA ĐỘNG MẠCH

Vào ngày thứ 17, trung bì lá tạng của túi noãn hoàng tụ lại tạo nên đảo máu [17]. Vào ngày thứ 18, sự tạo mạch bắt đầu, trung bì lá tạng biệt hoá thành tế bào nội mô và tạo thành dây sinh mạch. Dây sinh mạch sau đó hội tụ, tăng sinh và tạo lòng để trở thành hệ mạch máu của phôi.

Phát triển của các cung động mạch chủ:

Khi tim còn là ống tim nội mô, phần hành động mạch chủ được tiếp nối bởi rễ động mạch chủ bụng. Động mạch này sau đó phát triển hướng về đuôi phôi để tạo nên động mạch chủ lưng. Khi phôi khép mình, đôi động mạch chủ lưng tiến sát vào nhau ở mặt bụng để tạo nên một quai động mạch lưng bụng được gọi là cung động mạch chủ thứ nhất [18]. Ở tuần thứ tư và thứ năm, 4 đôi động mạch chủ khác liên tiếp được hình thành theo hướng đầu-đuôi. Hệ thống cung động mạch chủ này được sửa đổi sau đó để trở thành các động mạch cung cấp máu cho phần ngực và cổ. 

Ở người:

Cung động mạch thứ nhất trở thành động mạch hàm trong. 

Cung thứ hai thành động mạch xương móng và xương bàn đạp. 

Cung thứ ba tạo thành đoạn gần của động mạch cảnh trong. 

Cung thứ tư góp phần tạo thành quai động mạch chủ. 

Cung thứ năm không phát triển. 

Cung thứ sáu phát triển thành ống động mạch [19] thông nối giữa động mạch phổi và động mạch chủ.

Phát triển của các động mạch gian đốt:

Các động mạch gian đốt là các nhánh của động mạch chủ lưng (gồm động mạch tạng bụng, tạng bên và tạng lưng) tưới máu cho ruột nguyên thủy, trung bì trung gian và ống, mào thần kinh.

Phát triển của các động mạch rốn, động mạch các chi và động mạch não.

PHÁT TRIỂN CỦA TĨNH MẠCH

Vào tuần thứ tư, có ba cặp tĩnh mạch đổ vào tim:

Cặp tĩnh mạch noãn hoàng [20] dẫn máu từ túi noãn hoàng vào xoang tĩnh mạch. Vì các tĩnh mạch này đi qua vách ngang [21] nên chúng thông nối với đám rối dây tạo gan nằm trong vách ngang để phát triển thành hệ tĩnh mạch gan và hệ tĩnh mạch cửa.

Cặp tĩnh mạch rốn [22] dẫn máu có oxy từ bánh nhau đổ vào tim. Ngành phải và một phần ngành trái của tĩnh mạch rốn (phần nằm giữa gan và xoang tĩnh mạch) dần dần thoái hoá và biến mất, do đó chỉ còn một phần còn lại của ngành trái thực sự dẫn máu vào tim. Cùng lúc đó, bên trong gan xuất hiện một ống thông rộng, gọi là ống tĩnh mạch [23], nối tĩnh mạch rốn với tĩnh mạch chủ dưới. Ống tĩnh mạch đóng vai trò một đường vòng qua gan cho phép máu từ nhau đổ thẳng vào tim. Sau sanh, tĩnh mạch rốn và ống tĩnh mạch trở thành dây chằng.

Ba tĩnh mạch chính chung [24] dẫn lưu toàn bộ máu của phôi. Tĩnh mạch chính trước và sau dẫn lưu máu cho phần đầu và đuôi của phôi.

TUẦN HOÀN NHAU THAI VÀ SAU KHI RA ĐỜI

Tuần hoàn nhau thai:

Máu từ bánh nhau theo tĩnh mạch rốn về hệ tĩnh mạch cửa ở gan và đổ về tĩnh mạch chủ dưới. Mặt khác, máu cũng theo ống tĩnh mạch đổ vào tĩnh mạch chủ dưới mà không qua gan, ống này có hệ thống cơ thắt có thể điều tiết lượng máu đi qua. Máu từ tĩnh mạch chủ dưới sau đó đổ vào nhĩ phải. Máu ở nhĩ phải hoặc đi xuống thất phải thông qua van nhĩ thất, hoặc sang nhĩ trái thông qua lỗ bầu dục (vì áp lực ở nhĩ phải lúc này cao hơn nhĩ trái, do phổi chưa nở nên áp lực tưới máu phổi cao dẫn đến tăng áp lực lần lượt là thất phải rồi nhĩ phải). Máu từ thất phải sẽ đi vào động mạch phổi, rồi lên phổi hoặc vào động mạch chủ thông qua ống động mạch (cung động mạch chủ thứ sáu) do áp lực lúc này của động mạch phổi cao hơn động mạch chủ. Máu từ nhĩ trái sẽ xuống thất trái và đi vào động mạch chủ. Từ động mạch chủ, máu sẽ đến các tạng hoặc theo động mạch rốn để đến nhau.

Tuần hoàn khi ra đời:

Sau những động tác thở đầu tiên, phổi sẽ nở ra làm giảm sức cản của phổi. Hậu quả là máu lên phổi dễ dàng và áp lực trong động mạch phổi cũng như trong buồng thất phải, nhĩ phải cũng giảm đi. Ngược lại, máu từ phổi đổ về nhĩ trái nhiều hơn làm tăng áp lực của nhĩ trái. Do đó, máu sẽ không còn lưu thông theo chiều từ động mạch phổi vào động mạch chủ thông qua ống động mạch nữa, cũng như không theo chiều từ nhĩ phải vào nhĩ trái thông qua lỗ bầu dục nữa. Vì vậy, ống động mạch dần dần bị bít lại và biến mất vào khoảng tháng 3-4 sau khi ra đời cũng như lỗ van bầu dục sẽ khép lại vào khoảng tháng thứ sáu sau sanh. Sau khi dây rốn bị cắt, tĩnh mạch và động mạch rốn không còn vai trò như trong phôi thai, lần lượt trở thành dây chằng tròn và thành động mạch bàng quang trên.

PHÁT TRIỂN BẤT THƯỜNG

Phát triển bất thường của tim:

Dị tật bẩm sinh của tim rất thường gặp, chiếm khoảng 25% tổng số các dị tật bẩm sinh. Tỷ lệ trẻ mới sinh có dị tật tim là khoảng 0.8%. Hầu hết các dị tật có nguyên nhân đa yếu tố, có nghĩa là vừa do môi trường và vừa do di truyền. Một số dị tật không gây ảnh hưởng đáng kể gì đến cuộc sống nhưng một số khác lại có thể gây tử vong ngay từ thời kỳ bào thai. Một điều may mắn là rất nhiều dị tật tim bẩm sinh có thể giải quyết được nhờ phẫu thuật.

Trong bài này sẽ không đề cập đến toàn bộ các loại dị tật tim bẩm sinh, chúng ta chỉ học một số các dị tật thường gặp hoặc có thể giải quyết được bằng phẫu thuật.

Dị tật do quá trình gấp khúc: 

Tim lệch phải: do trong lúc gấp khúc, hướng gấp tim bị thay đổi dẫn đến tình trạng tim bị lệch phải. Dị tật này tương đối hiếm xảy ra và thường kèm với đảo ngược phủ tạng (gan nằm bên trái, dạ dày bên phải ...). Nếu không kèm với dị tật về mạch máu thì thường không gây ảnh hưởng gì đáng kể lên cơ thể.

Tim lạc chỗ: đây là dị tật rất hiếm, tim nằm trên bề mặt của lồng ngực. Nguyên nhân là do quá trình khép mình của phôi không hoàn thiện. 

Dị tật do quá trình ngăn buồng tim

Tật còn lỗ bầu dục: chiếm tỷ lệ khoảng 25% tổng số trẻ ra đời xảy ra do vách liên nhĩ bị rối loạn phát triển gây thông liên nhĩ. Còn lỗ bầu dục thường tự giải quyết và ít gây ảnh hưởng đến cơ thể. Do đó, tật còn lỗ bầu dục thường không được xem như là một tình trạng bệnh lý nhưng nó có thể làm cho các dị tật khác nếu đi kèm sẽ trở nên nặng nề hơn và là điều kiện thuận lợi cho việc phát sinh các bệnh chức năng khác của tim.

Tật thông liên nhĩ: ngoài dị tật còn lỗ bầu dục, nếu vách liên nhĩ phát triển bất thường cũng có thể gây ra một lỗ thông giữa hai buồng nhĩ. Sự phát triển bất thường này có thể do vách nguyên phát tiêu hủy quá mức, vách thứ phát phát triển kém hoặc cả hai vách không phát triển (gây ra dị tật ba buồng tim: một tâm nhĩ chung và hai tâm thất).

Tật thông liên thất: cũng do rối loạn phát triển của vách liên thất.

Tứ chứng Fallot: xảy ra do quá trình ngăn đôi thân-nón động mạch không đều mà lệch sang hướng động mạch phổi. Hậu quả tạo ra (1) một động mạch phổi nhỏ hẹp, (2) một động mạch chủ tiếp xúc với cả hai tâm thất, (3) thông liên thất và (4) phì đại tâm thất phải.

Phát triển bất thường của động mạch, tĩnh mạch:

Tật còn ống động mạch: xảy ra do ống động mạch (cung động chủ thứ sáu) không bị bít lại sau sanh, chiếm tần suất lớn nhất trong các dị tật về mạch máu.

Tật thiếu quai động mạch chủ: xảy ra do cung động mạch chủ thứ tư không phát triển./.

[1] Angioblastic tissue

[2] Cardiogenic region

[3] conotruncus

[4] bulbus cordis

[5] primitive ventricle

[6] primitive atrium

[7] sinus venosus

[8] conus cordis và truncus arteriosus

[9] atrio – ventricle canal

[10] coronary sinus

[11] tricuspid valve

[12] bicuspid valve

[13] septum primum

[14] ostium primum

[15] septum secundum

[16] foramen ovale

[17] blood island

[18] first aortic arches

[19] ductus arteriosus

[20] vitelline veins

[21] septum transversum

[22] umbilical veins

[23] ductus venosus

[24] common cardinal veins

Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh

  facebook.com/BVNTP

  youtube.com/bvntp