1. Morphogenèse du coeur 2014-2015

Service de Biologie
de la Reproduction
Diplôme de Formation Générale en Sciences
Médicales 2ème année (DFGSM2)
Embryologie Humaine
PREAMBULE
Pr. Manuel MARK
Institut d’Embryologie
Faculté de Médecine et Hôpitaux Universitaires de Strasbourg
OBJECTIFS
- Comprendre les particularités de la physiologie fœtale
- Savoir discuter des structures normales et des malformations
détectables au cours du suivi échographique de la grossesse
- Connaitre la pathogénie des malformations congénitales
- Faciliter l’apprentissage de l’anatomie
PREAMBULE
Le développement prénatal des mammifères comporte 2 grandes périodes
La période embryonnaire (de la fécondation à la 8è semaine chez l’homme)
La période fœtale (de la 8è à la 38è semaine)
La période embryonnaire débute à la fécondation et comporte 5 étapes :
- segmentation de l’embryon (1er semaine);
- mise en place de l’épiblaste ( = prégastrulation; 2e semaine);
- mise en place des feuillets embryonnaires (= gastrulation; 3e semaine );
- formation des parois corporelles (~ achevée vers 4 semaines);
- développement de la forme des organes (= organogenèse, ~ entre 4 et 8 semaines)
Animation: embryon humain entre 24 et 56 jours
- développement de la forme des organes = organogenèse débute à 4
semaines, achevée vers ~ 8 semaines)
8
38 = terme
La période fœtale est marquée par:
- l’histogenèse (différenciation cellulaire et organisation des cellules en tissus)
- la croissance des organes
Remarque préliminaire
L’embryon possède 3 axes orthogonaux:
antéro-postérieur, dorso-ventral et gauche-droite
Dorsal
Gauche
Antérieur
= crânial
Ventral
Postérieur
ou caudal
DEVELOPPEMENT DU CŒUR.
BASES EMBRYOLOGIQUES
DE QUELQUES
CARDIOPATHIES CONGENITALES.
Pr. Manuel MARK,
Faculté de Médecine et Hôpitaux Universitaires de Strasbourg
Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
MORPHOGENESE DU COEUR
- 18e (= fin de la gastrulation) au 50e jour =
période de sensibilité du cœur
aux agent tératogènes
- Réalisation de la forme externe
(18e – 32e jour; 3 étapes)
- Cloisonnements cardiaques
(30e – 50e jour)
Schéma du cœur adulte
DEUX EBAUCHES PRIMORDIALES
Croissant cardiogène
du mésoderme latéral
Plaque neurale
Bord sectionné
de l’amnios
Nœud primitif
Sillon primitif
Vue dorsale (vers 18 jours =
fin de la gastrulation)
FORMATION DU TUBE CARDIAQUE
Gouttière neurale
2 aortes
dorsales
Cavité
amniotique
Vésicule
vitelline
2 ébauches cardiaques
primordiales
Coupe transversale, vers 20 jours
Vers 20 jours la taille de
l’embryon n’est que de 2 mm
FORMATION DU TUBE CARDIAQUE
Gouttière neurale
Cavité amniotique
2 aortes
dorsales primitives
Intestin
primitif
antérieur
Tube cardiaque
Cavité péricardique primitive
Coupe transversale, 22 jours
D’après Sadler. Langman's Medical Embryology
embryology.med.unsw.edu
MIGRATION DU TUBE CARDIAQUE
Déplacement de l’ébauche cardiaque vers la future région thoracique
MIGRATION DU TUBE CARDIAQUE
La saillie cardiaque se place
ventralement par rapport au
tube digestif céphalique et à la
membrane buccopharyngienne
TUBE CARDIAQUE PRIMITIF
Il devient fonctionnel à 24 jours
Embryon de caille (équivalent humain 24 jours);battements enregistrés
par une sonde à infrarouges
TUBE CARDIAQUE ET VAISSEAUX EMBRYONNAIRES
Départ des aortes primitives
Arrivée des veines
embryonnaires et extra-embryonnaires
A 24 jours : début de la circulation embryonnaire
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS SUPERPOSES
Conotruncus
Ventricule primitif
Oreillette
primitive
Sinus
veineux
constitué de 2 cornes
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS
Sens de circulation
du sang
Sac aortique
Conotruncus
Ventricule primitif
Oreillette primitive
Sinus veineux
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS
1ers arcs aortiques
Sac aortique
Assure la connexion
Conotruncus
du tube cardiaque
avec les aortes dorsales
par les arcs aortiques
Ventricule primitif
Oreillette primitive
Sinus veineux
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS
Sac aortique
- Portion trabéculée
Conotruncus
(= chambre de remplissage)
du ventricule droit.
- Chambres d’éjection, non trabéculées,
Sillon intervent. primitif
Ventricule primitif
des ventricules droit et gauche.
Oreillette primitive
Sinus veineux
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS
Sac aortique
Conotruncus
Portion trabéculée
(chambre de remplissage)
du ventricule gauche
Ventricule primitif
Oreillette primitive
Sinus veineux
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, MEDIAN, A 4 COMPARTIMENTS
Sac aortique
Conotruncus
Contribuent à la formation
des oreillettes définitives
Ventricule primitif
Oreillette primitive
Sinus veineux
SINUS VEINEUX
Il est formé par la confluence des veines embryonnaires et extra-embryonnaires
Vues dorsales. D’ après W.J. Larsen. Human Embryology, Churchill Livingstone
SINUS VEINEUX
D’après W.J. Larsen.
Human Embryology,
Churchill Livingstone
Il est formé de la confluence des veines embryonnaires et extra-embryonnaires
Il est, au moment de son apparition, bilatéralement symétrique
TUBE CARDIAQUE, IMPAIR, A 4 COMPARTIMENTS
Le sang circule du sinus veineux vers le sac aortique ...
FORMATION DE LA BOUCLE CARDIAQUE = PLICATURE CARDIAQUE (23-32 JOURS)
Animation
FORMATION DE LA BOUCLE CARDIAQUE = PLICATURE CARDIAQUE (23-32 JOURS)
Les différences relatives de l’activité mitotique et de la croissance cellulaire dans chacune
des chambres provoquent leurs déplacements relatifs d’où la formation de la boucle cardiaque .
FORMATION DE LA BOUCLE CARDIAQUE = PLICATURE CARDIAQUE (23-32 JOURS)
Animation
Les différences relatives de l’activité mitotique et de la croissance cellulaire dans chacune
des chambres provoquent leurs déplacements relatifs.
FORMATION DE LA BOUCLE CARDIAQUE = PLICATURE CARDIAQUE (23-32 JOURS)
Sac aortique
Conotruncus
Péricarde
Sillon
interventriculaire
Oreillette
primitive
Sinus veineux
DORSAL
Ventricule
primitif
VENTRAL
Oreillette
RÉALISATION DE LA FORME EXTERNE
Fusion des ébauches cardiaques primordiales.
Poulet (équivalent humain: 21 jours);
microscopie électronique à balayage
RÉALISATION DE LA FORME EXTERNE
Début de la plicature cardiaque
Animation
Humain: 25 jours (microscopie électronique à balayage)
RÉALISATION DE LA FORME EXTERNE
Fin de la plicature cardiaque
Conotruncus
partie >
Vent. droit
Vent. gauche
Souris: équivalent humain: 27 jours; microscopie
électronique à balayage.
DEXTROCARDIE
Hétérotaxie = malformation
congénitale se traduisant par
un mauvais placement des
organes internes dans le
thorax et/ou la cavité
abdominale, par rapport à
l’axe de symétrie
droite/gauche.
CLOISONNEMENTS DU COEUR (30è-50è jours)
Mécanismes
- Prolifération active d’une crête tissulaire
- Prolifération de 2 bourgeons (= crêtes, bourrelets) diamétralement opposés
- Augmentation du volume de 2 cavités situées de part et d’autre d’une crête
Les cloisonnements se réalisent de manière autonome, mais les différentes cloisons
doivent nécessairement finir par se rencontrer et par fusionner entre elles
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Animation
Veine pulmonaire
Oreillette primitive
Septum primum
DORSAL
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Septum primum
Ostium primum
Ostium primum
Bourrelet
endocardique AV
Ventricule
primitif
Vue de face
VENTRAL
DORSAL
Veine cave inf.
Bourrelets
endocardiques AV
Vue de profil, coté droit
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Ostium secundum
Veine pulmonaire
DORSAL
Septum primum
Septum primum
Oreillette primitive
Ostium primum
Ostium primum
Bourrelet
endocardique AV
Ventricule
primitif
DORSAL
Veine cave inf.
Bourrelets
endocardiques AV
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Septum
secundum
Ostium secundum
Ostium secundum
Veine pulmonaire
Septum
secundum
Septum primum
Foramen ovale
Oreillette primitive
Septum
Septum
Primum
(vuprimum
à travers
le foramen ovale)
VENTRAL
Bourrelet
endocardique AV
DORSAL
Ventricule
primitif
Veine cave inf.
Bourrelets
endocardiques AV
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Ostium secundum
Veine pulmonaire
Septum primum
Pression OD
Pression OG
Foramen
ovale
Bourrelet
endocardique AV
Ventricule
primitif
COMMUNICATION
INTER -AURICULAIRE
PHYSIOLOGIQUE
(in utéro)
COMMUNICATION INTER -AURICULAIRE PHYSIOLOGIQUE
Animation
Septum secundum
Septum primum
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
Communication inter-auriculaire physiologique
(devenir à la naissance )
Veine pulmonaire
Septum primum
OG
OD
Septum
secundum
Fosse
Ovale
(dépression de
la paroi septale
VENTRAL
de l’OD)
Bourrelet
endocardique AV
Ventricule
primitif
Veine cave inf.
Bourrelets
endocardiques AV
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
(microscopie électronique à balayage)
Septum primum
Ostium primum
Bourrelet endocardique
auriculo-ventriculaire
Paroi du ventricule primitif
avec ses trabécules musculaires
CLOISONNEMENT AURICULAIRE
(microscopie électronique à balayage)
Septum primum
Ostium
secundum
Paroi de l’oreillette primitive
COMMUNICATIONS INTERAURICULAIRES
Elles réalisent ,après la
naissance, un passage
anormal de sang des
cavités gauches vers les
D’après Bek et coll.Human Embryology
Blackwell Scientific Publications, 1985
cavités droites (= shunt
gauche –droit)
COMMUNICATIONS INTERAURICULAIRES
La CIA malformative réalise un shunt gauche-droite à l'étage atrial
CIA de type ostium secundum (75% des CIA)
- la plus habituelle,
- siège dans la partie moyenne du septum inter atrial
CIA de type ostium primum (15%)
- CIA basse
- isolée ou associée à une malformation des valves atrio-ventriculaires,
- s’intègre dans le contexte d'un canal atrio-ventriculaire commun
CIA haute ou de type sinus venosus (10%)
- haut situé, proche de l'abouchement des veines pulmonaires
- associé à un retour veineux pulmonaire anormal; 1ou plusieurs veines pulmonaires
s’abouchent dans la veine cave inférieure).
COMMUNICATIONS INTERAURICULAIRES DE TYPE OSTIUM SECUNDUM
1. Les CIA malformatives n’ont aucune
retentissement sur le développement du
fœtus et le déroulement de la grossesse.
2. Le diagnostic de CIA type ostium secundum
est pratiquement impossible durant la
grossesse.
wikipedia
COMMUNICATIONS INTERAURICULAIRES
- Défaut d'accolement des 2 septa à la
naissance: très fréquent (1 individu sur 4),
- Très petite communication interauriculaire, permettant le passage d’une
sonde de l’oreillette droite dans l’oreillette
gauche = persistance d’un orifice interauriculaire perméable à la sonde =
patent foramen ovale (PFO) = foramen
ovale perméable (FOP).
- Généralement asymptomatique *
*Nature Reviews Cardiology 8, 148-160 (mars 2011)
CLOISONNEMENT AURICULO-VENTRICULAIRE
CANAL AURICULO-VENTRICULAIRE COMMUN
- C.I.A de type ostium primum
- C.I.V membraneuse
- Valve A-V unique
(les anomalies du cloisonnement AV sont les
anomalies cardiaques congénitales les plus
fréquemment associées
au syndrome de Down = trisomie 21)
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE
Bourrelets
endocardiques
conotruncaux
Auricule droit
Septum
intermedium
Canal auriculoventriculaire
droit
Ventricule
gauche
Septum
interventriculaire musculaire
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE:
septum musculaire
- Par coalescence de trabécules musculaires
- Progresse vers l'orifice atrio-ventriculaire,
où il se raccorde:
- au septum intermédium
- au septum conotruncal
Animation
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE:
septum conotroncal
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE: septum conotroncal
Infundibulum pulmonaire
Vestibule aortique
APOPTOSE
Septum
conotruncal
Ventricule
gauche
Auricule droit
Canal auriculoventriculaire
droit
Septum
interventriculaire
musculaire
Invasion par des
cardiomyocytes
Septum conotruncal
(dans la région du futur
septum interventriculaire
membraneux)
Ventricule droit,
dérivé de partie inf. du conotruncus
Animation
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE
Avant le cloisonnement du conotruncus, les portions
sous-valvulaires de l’aorte et de l’artère pulmonaire
communiquent avec le ventricule droit
Conotruncus
Oreillette
gauche
primitive
Canal
auriculo-ventriculaire
primitif
Ventricule
droit
primitif
Sillon
Interventriculaire
primitif
Canal
interventriculaire
primitif
Le trajet du sang est unidirectionnel
D’ après Sadler. Langman's Medical Embryology
Animation
CLOISONNEMENT VENTRICULAIRE
Après le cloisonnement du conotruncus
Aorte
Vestibule aortique
Valves
sigmoides
pulmonaires
(en arriere du septum)
Oreillette
droite
Bourrelet
Conotruncal
Bourrelet
Conotruncal
Infundibulum pulmonaire
Orifice
tricuspide
Orifice mitral
Septum interventriculaire
D’après Sadler. Langman's Medical Embryology
Anomalies du
cloisonnement
VENTRICULE
UNIQUEventriculaire
COMMUNICATION INTER-VENTRICULAIRE MUSCULAIRE
C.I.V
MEMBRANEUSE
ABSENCE/ INSUFFISANCE
DE FUSION
DES BOURRELETS CONOTRUNCAUX
I. COMMUNICATION INTERVENTRICULAIRE MEMBRANEUSE
(30% des cardiopathies congénitales; isolée
dans 50% des cas )
D’après Bek et coll. Human Embryology
Blackwell Scientific Publications, 1985
II. VENTRICULE DROIT A DOUBLE ISSUE (DORV) ET AORTE A CHEVAL
TETRALOGIE DE FALLOT
10% des cardiopathies congénitales
La plus fréquente des cardiopathies cyanogènes
D’après Bek et coll. Human Embryology
Blackwell Scientific Publications, 1985
Hb + 4O2 = Hb(O2)4
hémoglobine + dioxygène =
oxyhémoglobine
CARDIOPATHIES CYANOGENES*
Due à une anomalie de structure du cœur
Tétralogie de Fallot
(*liste non –exhaustive)
Ventricule droit à double issue
Due à une valvulopathie congénitale (non traitée)
D’origine vasculaire
Tronc artériel commun
Transposition des gros vaisseaux
A la naissance, une cyanose précoce, permanente, non améliorée par
l’oxygénothérapie doit faire suspecter une cardiopathie cyanogène
CLOISONNEMENT
DU SAC AORTIQUE:
SEPTUM
AORTICO-PULMONAIRE
Otocyste
CLOISONNEMENT
DU
SAC AORTIQUE:
SEPTUM
AORTICO-PULMONAIRE
(Issu de la crête neurale cardiaque)
D’ après W.J. Larsen.
Human Embryology,
Churchill Livingstone
(Larsen, 1995)
CLOISONNEMENT DU SAC AORTIQUE: SEPTUM AORTICO-PULMONAIRE
Aorte ascendante
Tronc de l’artère pulmonaire
TRONC ARTERIEL COMMUN
TRONC ARTERIEL COMMUN
- Environ 50% des TAC sont associés à
des anomalies de position de la crosse de
l'aorte (surtout aorte à droite) ou d'autres
gros vaisseaux artériels céphaliques
(carotides et sous-clavières).
- Cette association s'explique par une
origine embryologique commune.
- Les TAC s’inscrivent parfois dans le
cadre d’une neurocristopathie.
TRANSPOSITION DES GROS VAISSEAUX
HISTOGENESE DU CŒUR EMBRYONNAIRE
Mésocarde dorsal (transitoire)
LE MESODERME EXTERNE EST A L’ORIGINE DES 3 TYPES DE CARDIOMYOCYTES
Valvule
1. Les cardiomyocytes contractiles
mitrale
forment:
- la masse de la paroi des ventricules
et des oreillettes;
muscle
- Le septum secundum et inter-
papillaire
ventriculaire musculaire;
- Les piliers musculaires (= muscles
papillaires) sur lesquels s’amarrent les
cordages tendineux des valvules
muscle
cordages tendineux
d’une valvule
papillaire
2. Les cellules cardionectrices
3. Les cellules myoendocrines
LE MESODERME EXTERNE EST A L’ORIGINE DES 3 TYPES DE CARDIOMYOCYTES
Nœud sinusal
Schéma du système cardionecteur
Faisceau
auriculaire
internodal
Nœud auriculoventriculaire
Faisceau de His
Branche (gauche) du faisceau de His
Réseau de Purkinje
Les cellules cardionectrices sont des cardiomyocytes modifiés, spécialisés
dans l’initiation (pour le nœud sinusal) et dans la conduction d’impulsions électriques.
LE MESODERME EXTERNE EST A L’ORIGINE DES 3 TYPES DE CARDIOMYOCYTES
- Localisées dans les oreillettes
Les cellules myoendocrines secrètent une famille de polypeptides collectivement appelée
Facteur Auriculaire Natriurétique (= ensemble d’hormones impliquées dans la régulation
du volume sanguin).
LE MESODERME INTERNE (CYLINDRE ENDOCARDIQUE)
EST A L’ORIGINE DU CENTRE FIBREUX DU CŒUR
L'endocarde tapisse
l'ensemble des cavités du
cœur embryonnaire.
 Localement, ses cellules
migrent et prolifèrent dans la
gelée cardiaque donnant :
- le squelette fibreux du cœur;
- les bourrelets atrioventriculaires et les bourrelets
conotruncaux;
- les valvules des valves
aortique, pulmonaire,
tricuspide et mitrale et leurs
cordages tendineux
« Squelette fibreux du cœur »,
constitué de 4 anneaux sur
lesquels s’insèrent les muscles des
parois des cavités cardiaques
LE MESODERME INTERNE EST A L’ORIGINE DE L’ENDOCARDE DEFINITIF
ET DES VALVULES
septum interventriculaire (portion membraneuse)
septum interventriculaire (portion musculaire)
Les valvules des valves cardiaques (=
valve tricuspide, mitrale, sigmoïdes
aortique et pulmonaire) sont formées
d’un tissu fibro-élastique dérivé de
l’endocarde
LA CRETE NEURALE EST A L’ORIGINE DES CELLULES MUSCULAIRES LISSES
DU SEPTUM AORTICO-PULMONAIRE
Cellules de la
crête neurale
en train de migrer
Arcs aortiques
3, 4, 6
Différenciation
des CCN en
cellules musculaires
lisses
Remodelage
des arcs aortiques
Questions (examples)
Describe the main features of heart development to the four-chambered
system.
Describe the development of primary and secondary atrial septa.
Explain the changes occurring in the conotruncus and aortic sac in their
transformation from a single to a double tube.
Describe the developmental aberrations responsible for the following
malformations: atrial septal defects (A.S.D.); ventricular septal defects (V.S.D.);
tetralogy of Fallot.
PCEM2
Unité d’Enseignement E1 «Cardiovasculaire et Respiratoire»
QUESTIONS D’EMBRYOLOGIE
Session de septembre 2014.
Concernant la morphogenèse du cœur.
1. Où les 2 ébauches cardiaques sont-elles initialement formées?
2. Quel est le mécanisme responsable de leur fusion ?
3. Quand les battements cardiaques coordonnés apparaissent-ils pour la première fois?
4. Citer, dans l’ordre, les 5 cavités du cœur présentes chez l’embryon de 4 semaines qui
sont traversés successivement par le sang provenant du placenta
5. Citer 2 types de cellules terminalement différenciées dérivés de la composante
myocardique du cœur embryonnaire.
Bek et coll. Human Embryology. Blackwell Scientific Publications, 1985
Sadler T. W. Langman's Medical Embryology, Williams & Wilkins (eds)

Download Report