Danijel Petrovič1, Marjeta Zorc2
Razvoj žil
Vascular Development
IZVLEČEK_
KLJUČNE BESEDE: krvne žile - embriologija, limfatični sistem - embriologijo
Krvna obtočila se pričnejo razvijati iz mezenhima splanhničnega mezoderma sredi 3. tedna razvoja zarodka, ko prehrana embrija z difuzijo ne zadošča več. Obtočila se začno razvijati izven zarodka (ekstraembrionalno) 17. dan razvoja in v zarodku (intraembrionalno) 18. dan. Obtočila se razvijejo iz mezoderma (predvsem iz splanhničnega mezoderma), na razvoj obtočil pa pomembno vpliva endoderm. V 3. tednu razvoja se pojavita primordialno srce in sistem žil. V 5. tednu prepoznamo na zarodku tri pare ven, ki se stekajo v venozni sinus: vitelinski ali omfalomezenterični, popkovnični in kardinalni veni. V 5. tednu razvoja se začnejo razvijati mezgovnice iz splanhničnega mezoderma.
ABSTRACT_ 59
KEY WORDS: blood vessels - embryology, lymphatic system - embryology
The first evidence of blood vessel formation can be detected in the splanchnopleuric mesoderm of the yolk sac (extraembryonic mesoderm) on day 17, and in the splanchnopleuric mesoderm of the embryonic disc on day 18, when the embryo is no longer able to satisfy its nutritional requirements by diffusion alone. The vascular system is derived from the mesoderm (mainly the splanchnic mesoderm), and the development of the vascular system is affected by the endoderm. In the third week, the primordial heart and arterial system appear. In the fifth week, three pairs of important veins can be recognized: the vitelline or omphalomesenteric, the umbilical and the common cardinal veins, which flow into the sinus venosus. The lymphatic system begins to develop from the splanchnopleuric mesoderm in the fifth week.
1	Doc. dr. Danijel Petrovič, dr. med., Inštitut za histologijo in embriologijo, Medicinska fakulteta, Univerza v Ljubljani, Korytkova 2/1, 1105 Ljubljana.
2	Izr. prof. dr. Marjeta Zorc, dr. med., dipl. biol., Inštitut za histologijo in embriologijo, Medicinska fakulteta, Univerza v Ljubljani, Korytkova 2/1, 1105 Ljubljana.
RAZVOJ ARTERIJ
Srčnožilni sistem je prvi pomembnejši sistem v zarodku, ki deluje. Krvna obtočila se pričnejo razvijati (iz mezenhima) sredi tretjega tedna razvoja zarodka, ko prehrana embrija z difuzijo ne zadošča več. Razvoj obtočil poteka zunaj zarodka (ekstraembrionalno) in v zarodku (intraembrionalno) (1-5).
Razvoj žilja izven zarodka
Sedemnajsti dan razvoja se na številnih mestih v splanhničnem mezodermu rumenjakovega mehurčka (kasneje tudi v splanhničnem mezodermu horiona) pojavijo krvni otočki (slika 1). Z razmnoževanjem mezenhimskih celic nastanejo sprva skupki angiogenih celic, iz njih pa krvni otočki; iz centralno ležečih celic se razvijejo primitivne krvne celice (he-moblasti), iz periferno ležečih pa nastanejo endotelijske celice (slika 2). Z brstenjem endotelijskih celic se krvni otočki povežejo v kapilarno mrežo, postopoma se oblikujejo krvne žile (1-3).
Razvoj žilja v zarodku
Razvoj intraembrionalnega žilja se prične nekoliko kasneje kot razvoj žilja izven zarodka (ekstraembrionalnega), 18. dan razvoja. Tik pred tvorbo somitov se pojavijo krvni otočki v obliki podkve na obeh straneh nevralne plošče (slika 3). Pomembno vlogo pri razvoju žil ima endoderm, ki leži pod splanhničnim mezodermom zarodka. Endoderm sproži razvoj nekaterih celic splanhničnega mezoderma v angioblaste, iz angioblastov se razvijejo sploščene endotelijske celice, ki se povežejo in tvorijo mehurčaste strukture (angiociste). Angiociste se povežejo v cevaste strukture (angioblastne povezke) in v angioblastne ple-teže (1).
Žile nastajajo na tri načine: s tvorbo angiocist (prvi način), z angiogenezo (tvorba novih žil iz obstoječih angioblastnih povezkov; drugi način) in z vklapljanjem novih mezoder-malnih celic v steno že obstoječih žil (1-3).
V 3. tednu razvoja se pojavita primor-dialno srce in sistem žil in v 4. tednu začne
60
amnijska votlina
amni|
krvni otočki in zasnova za srce
rumenjakov mehurček ■ —
skupek angiogenih celic
alantois vezni pecelj horion
Slika 1. Ekstroembrionolni razvoj obtočil - nastanek krvnih otočkov v horionu, v vezivnem peclju in v steni rumenjakovega mehurčka, prirejeno po (1).
endoderm rumenjakovega mehurčka I \
skupek angiogenih celic
mezenhim
Slika 2. Faze razvoja krvih žil v steni rumenjakovega mehurčka: z razmnoževanjem mezenhimskih celic (A) nastanejo skupki angio-genetskih celic (B); iz centralno ležečih celic se razvijejo primitivne krvne celice (hemoblasti), iz periferno ležečih pa nastanejo endotelijske celice (C), prirejeno po (I).
primordialno srce utripati. Iz krvnih otočkov srcu. Pri človeku ta obtok ni pomemben in na obeh straneh horde nastaneta dorzalni prevlada krvni obtok posteljice - kri teče iz aorti (1,2).	dorzalne aorte preko popkovničnih arte-
Iz dorzalne aorte teče kri vrumenjakovo rij v horion in se po parnih popkovničnih vrečko in preko vitelinskih ven nazaj proti venah vrača v srce. Dotok krvi v srce iz samega
mioblasti in skupki angiogenih celic
primitivni vozlič
primitivna proga
intraembrionalni celom
endoderm perikardij
C ektoderm
splanhni~ni mezoderm
vezni pecelj alantois
61
A
B
Slika 3. A. Dorzalni pogled na embrij po odstranitvi amnija. Vidni so krvni otočki v obliki podkve na obeh straneh nevralne plošče.
B.	Prečni prerez skozi embrij pokaže krvne otočke vsplanhničnem mezodermu.
C.	Cefalokavdalni prerez embrija pokaže položaj perikardija in kardiogenega polja, prirejeno po (I).
Slika 4. Komponente arterijskega in venskega sistema pri embriju, prirejeno po (1).
62
zarodka pa poteka preko kardinalnih ven (slika 4) (1-3).
V 3. tednu razvoja prepoznamo na zarodku parni ventralni aorti, parni dorzalni aorti (potekata vzdolž dolge osi embrija), ki jih povezuje šest parov škržnih arterij (slika 5). Trunkus arteriozus se nadaljuje v aortno vrečko (razširjen del, ki povezuje trunkus arteriozus z aortnim lokom) in kranialni del aorte ter tvori lok (slika 6). Aortikopulmonalni pretin, ki se vtem obdobju pojavi, deli iztočni trakt srca na ventralno aorto in pljučno arterijo (slika 7). Kasneje tvorita aortno vrečko dva rogova (levi, desni), iz katerih se razvijeta truncus brachiocephalicus in proksimalni del aortnega loka (1). Ascendentna aorta nastane iz ventralnih aort med 4. in 6. škržno arterijo levo, iz ventralnih aort med 4. in 6. škržno arterijo desno pa truncus brachiocephalicus.
Dorzalni aorti se združita v descendent-no aorto v 4. tednu razvoja v nivoju 4. prsnega segmenta (1, 2).
Aortni loki (arterije) se pogreznejo v mezenhim škržnih lokov in na ta način nastanejo škržne arterije. Sest škržnih arterij se
pojavlja zaporedoma od prve do šeste (v kra-niokavdalni smeri) in nikoli niso vse hkrati prisotne. Prva, druga in peta škržna arterija se zapirajo (od prve škržne artrerije ostane le a. maxillaris, od druge pa a. hyoidea in a. stapedius). Iz tretje škržne arterije se razvije skupna vratna arterija (a. carotis communis), proksimalni del notranje vratne arterije (a. carotis interna), distalni del a. carotis interna pa se razvije iz kranialnega dela dorzalne aorte. Zunanja karotidna arterija (a. carotis externa) nastane kot poganjek 3. škržne arterije (izvira iz a. carotis interna). Iz leve četrte škržne arterije se razvije proksimalni del loka aorte med a. carotis communis sinister in a. subclavia sinistra (distalni del loka aorte se razvije iz leve dorzalne aorte), desna četrta škržna arterija pa se razvije v proksimalni del desne podključnične arterije (a. subclavia) (di-stalni del podključnične arterije se razvije iz desne dorzalne aorte in sedme medsegmen-talne arterije). Postopoma se izgubi simetrična urejenost škržnih arterij in se pojavi končna oblika urejenosti (slika 5). Iz proksimalnega dela 6. škržne arterija se razvijeta proksimalna
ventralna aorta
aa. carotis ext.
škržne arterije
desna dorzalna aorta
C
a. carotis ext. dex. vagus a. subclavia. dex. truncus brahiocefalikus" ascendalna aorta pulmonalna arterija
B
a. carotis int. n. vagus dex.
a. carotis comm.
a. subclavia dex
7. intersegmental arterija
a. carotis int. sin. a. carotis comm. sin. a. subclavia. sin.
ligamentum arteriosum descendalna aorta
n. vagus sin.
arkus aorte
■ n. laryngeus recurrens
ductus arteriosus pulmonalna arterija
A
Slika 5. A. Aortni loki (škržne arterije) ter parni ventralni in dorzalni aorti.
B.	Aortni loki (škržne arterije) in dorzalni aorti po obliteraciji nekaterih škržnih arterij (označene so z prekinjeno črto).
C.	Položaj velikih arterij pri odraslem, prirejeno po (I).
63
dorzalna aorta	aortna vre~ka	škržne arterije
bulboventrikularni rob	primarni interventrikularni foramen
interventrikularni pretin
Slika 6. Frontalni pogled skozi srce 30 dni starega embrija: trunkus arteriozus se nadaljuje vaortno vrečko, ki je povezan preko škržnih arterij sparnima dorzalnima aortama, prirejeno po (I).
dela leve in desne pljučne arterije. Iz distal-nega dela na levi strani se razvije ductus arteriosus (Botallov vod), iz njega pa kasneje ligamentum arteriosum, medtem ko se distal-ni del na desni strani zapre (1, 2).
Descendentna aorta
Iz descendentne aorte izhajajo sprednje (ventralne), stranske (lateralne) in postero-lateralne veje.
Sprednje veje descendentne aorte
Med sprednje veje descendentne aorte sodijo vitelinske arterije in popkovnični arteriji. Vitelinske arterije so sprva številne parne žile, ki oskrbujejo rumenjakovo vrečko. Postopoma se združijo ter tvorijo arterije dorzalnega mezenterija - a. celiaca, a. mesenterica superior, a. mesenterica inferior (slika 8) (1, 2). Popkovnični arteriji sta sprva parni sprednji veji, ki tečeta v posteljico skupaj z alantoisom. V 4. tednu se vzpostavi povezava med obema popkovničnima arterijama in a. iliaca commu-
nis, vejo dorzalne aorte. Po rojstvu ostane proksimalni del popkovnične arterije kot a. iliaca interna in a. vesicalis superior, medtem ko se distalna dela zapreta in tvorita ligamen-tum umbilicales medianum (1, 2).
Stranske veje descendentne aorte
Stranske veje descendentne aorte so a. supra-renalis, a. testicularis oziroma a. ovarii, a. renalis in občasno še dodatna ledvična arterija. Konec tretjega tedna se pojavijo posterolateralne veje, ki se delijo na dorzalne in ventralne veje (2).
Posterolateralne veje descendentne aorte
Posterolateralne veje descendentne aorte so lahko v vratnem predelu (parne vertebralne, globoke vratne, a. intercostalis superior, a. epigastrica superior et inferior), v predelu prsnega koša (sprednje medrebrne arterije), v ledvenem predelu (ledvene žile) in v križnem predelu (križnične žile) (2).
64
Slika 7. Aortni lok na začetku 6. tedna. Pojavi se aortikopulmonalni pretin, ki razdeli iztočni trakt srca na ventralno aorto in pljučno arterijo, prirejeno po (I).
a. carotis communis
1. škržni žep
jetra
rumenjakov mehurček
popkovnična arterija slepo črevo
arterije požiralnika
. dorzalna aorta . želodec a. celiaca
a. mesenterica sup. a. mesenterica inf.
srednje črevo
slepič
zadnje črevo
Slika 8. Vitelinske arterije, ki so sprva številne parne žile, se postopoma združijo ter tvorijo arterije dorzalnega mezenterija - a. celiaca, a. mesenterica sup., a. mesenterica inf., prirejeno po (2).
65
aksialna arterija
brahialna arterija
brahialna arterija
radialna arterija introsalna arterija
'< ulnarna arterija
srce
Slika 9. Razvoj arterij vzgornji okonäni, prirejeno po (2).
Slika 10. Razvoj arterij vspodnji okon~i, prirejeno po (2).
Arterije okončin
Arterije okončin se razvijejo s preoblikova-66 njem intersegmentalnih arterij, namreč iz sedme vratne intersegmentalne arterije se razvijejo arterije rok, iz pete ledvene medseg-mentalne arterije pa se razvijejo arterije nog. V zgornji okončini izraste osna (aksialna) arterija, iz te pa se razvijejo brahialna arterija (v predelu nadlahti), sprednja interosalna arterija (v predelu podlahti) in globok palmar-ni lok (v področju dlani). Kot poganjki osnih arterij zgornje okončine nastanejo še radialna, ulnarna in mediana arterija (slika 9). V spodnji okončini osna arterija, poganjek notranje iliakalne arterije, večinoma degenerira, arterijsko oskrbo spodnje okončine pa predstavljajo žile, ki izvirajo iz zunanje iliakalne arterije (slika 10). Ostanki osne arterije nog so ishiadična arterija (oskrba ishiadičnega živca), del popli-tealne in peronealne arterije (2).
V 5. tednu se pod osrčnikom, v žlebu srca (lat. sulcus cordis), pojavijo strukture, podobne krvnim otočkom - kapilarni pleteži, ki naj bi sprožili nastanek srčnih arterij in ven.
Žile nastanejo iz celic epikardija, koronarne arterije izrastejo iz aorte (iz aortnega sinusa), koronarne vene pa iz koronarnega sinusa (1, 2).
RAZVOJ VEN
V 5. tednu prepoznamo tri pare ven, ki se stekajo v venozni sinus: vitelinski ali omfalo-mezenterični, popkovnični in kardinalni veni. Glede razvoja venskega sistema velja splošno pravilo, namreč, večina ven s parno zasnovo se razvije iz desnih ven (izjema je umbilikal-na vena), medtem ko se večina arterij razvije iz levih zasnov (1, 2).
Vitelinski ali omfalomezente-rični veni
Vitelinski ali omfalomezenterični veni zbirata kri iz rumenjakove vrečke. Vitelinski veni pred vstopom v venozni sinus tvorita venozni pletež okoli dvanajstnika, nato pa tečeta skozi septum transversum (slika 11). Jetrni povezki rastejo v septum transversum, ga pre-predejo in prekinejo potek ven. Na ta način nastane izrazit žilni preplet - jetrni sinusoidi (slika 12) (1, 2).
Z zmanjšanjem levega sinusnega roga se preusmerja kri v desno vitelinsko veno, ki jo imenujemo desni hepatokardialni kanal. Iz slednjega se postopoma oblikuje hepatokar-dialni del spodnje vene kave. Hepatokardialni del spodnje vene kave je njen končni del, iz katerega se izliva kri v srce. Iz venoznega
Slika 11. Razvoj vitelinskih in popkovničnih ven v 4. tednu, prirejeno po(1).
67
levi hepatokardialni kanal
Slika 12. Razvoj vitelinskih in popkovničnih ven v 6. tednu, prirejeno po (1).
Slika 13. Razvoj vitelinskih in popkovničnih ven v 2. mesecu, prirejeno po (1).
68
pleteža okoli dvanajstnika nastane ena sama žila - v. portae hepatis. Iz distalnega dela desne vitelinske vene nastane v. mesenterica superior. Proksimalni in distalni del leve vitelinske vene izgineta (slika 13, 14) (1, 2).
Popkovnicni veni
Popkovnični veni vodita kri iz posteljice skozi jetra v srce. Sprva potekata popkovnicni veni ob jetrih, z rastjo jeter pa se - podobno kot vitelinski veni - povežeta z jetrnimi sinusoidi in tečeta skozi jetra (slike 11-14). Proksimalni del obeh popkovničnih ven in distalni del desne popkovnične vene zakrnijo, ostane le leva popkovnicna vena (sliki 13,14) (1, 2).
Zaradi vse večjega dotoka krvi iz posteljice se s povezovanjem sinusoidnih kapilar v jetrih oblikuje poseben kanal, ki prevzame večino krvi - venozni duktus (predstavlja neposredno povezavo med levo popkovnično veno in desnim hepatokardialnim kanalom), manjši del pa še naprej teče skozi sinusoide (slika 14). Oksigenirana kri iz posteljice gre torej v srce preko leve umbilikalne vene in
venoznega duktusa. Po rojstvu leva umbilikal-na vena in venozni duktus zakrnita in tvorita ligamentum teres hepatis ter ligamentum veno-sum (1, 2).
Kardinalni veni
Prvotno kardinalni sistem drenira celoten zarodek. Tvorita ga prekardinalni veni (dre-nirata kranialni del zarodka) in postkardinalni veni (drenirata preostali del zarodka). Prekardinalni in postkardinalni veni se v četrtem tednu tik pred vstopom v srce združita v skupni kardinalni veni (slika 15), ki se izlivata v levi oziroma desni rog venoznega sinusa ob popkovnični veni (1, 2).
V 5. do 7. tednu se pojavijo številne dodatne vene: subkardinalni, sakrokardinal-ni in suprakardinalni veni. Subkardinalni veni se pojavita medialno od mezonefrosa in zbirata kri predvsem iz ledvic, sakrokardinalni veni drenirata spodnji okončini, suprakardi-nalni veni pa drenirata preko medrebrnih ven (prevzamejo funkcijo postkardinalnih ven, ki zakrnita) steno prsnega koša (slika 15) (1, 2).
Slika 14. Razvoj vitelinskih in popkovničnih ven v 3. mesecu, prirejeno po (1).
69
Nastanek zgornje vene kave
Anastomoza med obema prekardinalnima venama postane leva brahiocefalična vena (slika 15). Večina krvi iz leve strani glave in iz leve roke teče na desno stran. Končni del leve postkardinalne vene vstopa v levo bra-hiocefalno veno kot majhna žila, leva zgornja medrebrna vena, ki drenira kri iz 2. in 3. medrebrnega prostora (slika 15). Zgornja vena kava nastane iz desne skupne kardinalne vene in proksimalnega dela desne predkar-dinalne vene. Preko zgornje vene kave se zbira kri iz obeh polovic glave, iz obeh rok in preko vene azigos iz stene prsnega koša (1, 2).
Po zaprtju večjega dela postkardinalnih ven imata suprakardinalni veni pomembno vlogo pri drenaži stene prsnega koša. Desne medrebrne vene (četrta do enajsta) drenira-jo kri v desno suprakardinalno veno, ki tvori skupaj z zadnjim delom desne postkardinal-ne vene v. azygos (slika 15). Leve interkostalne vene (četrta do sedma) se izlivajo v levo suprakardinalno veno, leva suprakardinalna vena (sedaj jo imenujemo v. hemiazygos) se
izliva v v. azygos, ta pa v zgornjo veno kavo (slika 15) (1, 2).
Nastanek spodnje vene kave
Nastanek spodnje vene kave označuje nastanek anastomoz med levo in desno stranjo, in sicer tako, da se kri preusmerja na desno stran (1,2).
Iz anastomoze med obema subkardinal-nima venama nastane leva ledvična vena (slika 15). Takrat izgine večji del leve subkar-dinalne vene, ostane le njen distalni del kot leva vena spolnih žlez. Na ta način postane desna subkardinalna vena glavni drenažni kanal ter se razvije v ledvični del spodnje vene kave (slika 15) (1, 2).
Iz anastomoze med obema sakrokardinal-nima venama se oblikuje leva skupna iliakalna vena (slika 15). Desna sakrokardinalna vena postane sakrokardinalni del spodnje vene kave. Ko se ledvični del spodnje vene kave poveže z hepatokardialnim delom spodnje vene (slednji je nastal iz desne vitelinske vene), je spodnja vena kava oblikovana ter sestoji iz hepatokardialnega, ledvičnega in sakrokardinalnega dela (1, 2).
70
sprednja kardinalna vena
anastomoza med sprednjima kardinalnima venama
leva brahiocefalna vena
skupna kardinalna vena
postkardinalna vena -
subkardinalna vena
spodnja vena kava suprakardinalna
vena azigos
jetrni del spodnje vene kave
jetrni segment
': leva ledvična vena
ledvični segment . ; spodnje vene kave "	leva gonadna vena ledvični
segment
sakrokardinalni
segment
sakrokardinalna leva skupna ilikalna vena
leva zgornja interkostalna vena
koronarni sinus vena hemiazigos
leva spermatična vena
Slika I5. Razvoj spodnje vene kave, vene azigos in zgornje vene kave, prirejeno po(I).
Slika 16. Razvoj sistema mezgovnic, prirejeno po (2).
vena
RAZVOJ SISTEMA MEZGOVNIC
Mezgovnice se začno razvijati v 5. tednu razvoja iz mezenhima iz splanhničnega mezo-derma. Nastane šest glavnih limfatičnih (mezgovničnih) vrečic: parni jugularni mezgovnični vrečici ob vtočišču leve podključ-nične vene (v. subclavia) v prekardialno veno (bodočo v. jugularis interna), parni iliakalni mezgovnični vrečici ob vtočišču iliakalne vene v postkardinalno veno, neparna retro-peritonealna mezgovnična vrečica ob izvoru mezenterija in neparna cisterna hili, ki se razvije dorzalno od retroperitonealne mezgov-nične vrečice (1, 2, 4).
Levi prsni mezgovod (ductus thoracicus) in desni mezgovod (ductus lymphaticus dexter)
Mezgovnice kmalu povežejo vrečice med seboj in se iz jugularnih vrečic razširijo v gla-
vo, vrat in zgornji okončini, iz iliakalnih vrečic v spodnji del telesa in spodnji okončini ter iz retroperitonealne vrečice in cisternae chyli vtrebušno votlino (slika 16). Dva velika kanala (levi prsni mezgovod, desni mezgovod -ductus lymphaticus dexter) povežeta jugularni vrečici s cisterno hili (cisterna chyli), med obema kanaloma pa nastane kmalu tudi ana-stomoza (slika 16). Ductus thoracicus se torej razvije iz kavdalnega dela desnega torakalne-ga duktusa, anastomoze med obema kanaloma in kranialnega dela levega torakalnega duktu-sa. Ker obstajata dva mezgovoda, so pri odraslem prisotne mnoge različice izvora, poteka in konca (1, 2, 4).
Desni limfatični vod nastane iz kranial-nega dela desnega prsnega mezgovoda. Oba se povezujeta z venskim sistemom v sotočju v. jugularis int. in vene subklavije (angulus venosussinister et dexter). Od limfatičnih vrečic se ohrani le zgornji del zarodkove cisterne hili, ki je pri odraslem dolga približno 5 cm in široka 6 mm (1, 2, 4).
LITERATURA	71
1.	Sadler TW. Cardiovascular system. In: Sadler TW, ed. hangman's medical embryology. 8th ed. Baltimore: Lippincott, Williams and Wilkins; 2000. pp. 208-59.
2.	Larsen WJ. Development of vasculature. In: Larsen WJ, ed. Human embryology. 2nd ed. New York, Edinburgh, London, Philadelphia, San Francisco: Churchill Livingstone; 1997. pp. 189-227.
3.	Moore, KL, Persuad TVN. The cardiovascular system. In: Moore KL, Persua TVN, editors. The developing human. 6th ed. Philadelphia, London, Toronto, Montreal, Sydney, Tokio: W. B. Saunders Company; 1998. pp. 350-80.
4.	Kališnik M. Oris histologijezembriologijo. 3. izd. Ljubljana: Acta stereologica in Državna založba Slovenije; 1992. pp. 276-91.
5.	Langman J. Cardiovascular system. In: Langman J, ed. Medical embryology. 3rd ed. Baltimore: Williams and Wilkins Company; 1977. pp. 201-32.
Prispelo 16. 9. 2002