胚胎心臟、肺和動脈大血管發(fā)育趨勢分析

李藝揚(yáng),付 艷,田麗娜,單 楠,孫 健,鄧琳紅,鄧偉國＊

(1.吉林大學(xué)第一醫(yī)院婦產(chǎn)科,吉林長春130021;2.吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院兒少衛(wèi)生與婦幼保健教研室;3.臨江市人民醫(yī)院)

20世紀(jì)后期國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,使人們生活水平大幅提高,同時環(huán)境污染也帶來了一些影響健康的問題,特別是對胚胎發(fā)育的影響。測定不同孕期的胚胎及胎兒心臟、大動脈和肺的徑線長度和重量等,對評估其發(fā)育狀況、判斷環(huán)境因素影響心血管程度有重要的意義。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1 研究對象 收集吉林大學(xué)第一臨床醫(yī)院婦產(chǎn)科、中日聯(lián)誼醫(yī)院婦產(chǎn)科以及長春市部分市區(qū)級婦幼保健機(jī)構(gòu)2003年1月至2007年12月由于計劃生育原因或者意外終止妊娠的各孕周的胚胎和胎兒共167例。胎齡計算以臨床上月經(jīng)齡推算法估算,即從孕婦末次月經(jīng)的第一天算起為胚胎第一天,至胎兒娩出共約40周[1]。全部胚胎、胎兒在出生前均已死亡。在獲得母親或其他決定權(quán)親屬的同意后用于研究對象。

1.1.2 組齡劃分 用于組織學(xué)研究的胚胎從孕30天(臨床可以獲得的最小胚胎)至孕90天共32例,每10天為一個孕齡段,對心臟的發(fā)生做組織學(xué)觀察。90天以后的胎兒,則以每4周為一個孕齡段,用于形態(tài)統(tǒng)計研究。90天以后的胎兒,共135例,以每4周為一個孕齡段。

1.2 方法

1.2.1 器官重量的測量 濾紙吸干器官表面液體,置于電子天平(感量500-0.001 g)上讀取重量。

1.2.2 器官徑線測量 在器官原位或摘除后放于平面用卡尺測量器官各徑線。卡尺兩卡以接觸為準(zhǔn),不得卡入組織。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 測量后所得到的數(shù)據(jù)采用SPSS 12.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 心臟的發(fā)育與發(fā)育趨勢 見表1。經(jīng)心臟各徑線值和重量對胚胎發(fā)育時間的相關(guān)關(guān)系分析,r值波動在0.58-0.71,呈明顯的正相關(guān)(P＜0.05),見表2。心臟的較快速發(fā)育出現(xiàn)在胎齡7個月之前,胎齡7個月后心臟發(fā)育速度逐漸下降。

表1 不同胎齡胎兒心臟的徑線與重量值

表2 心臟及大動脈相關(guān)數(shù)值與胎齡關(guān)系直線回歸分析結(jié)果

2.2 心臟發(fā)育過程的組織學(xué)特點 在胚胎30天時心臟已具有雛形。胚胎50天以前的心肌纖維的形態(tài)特征類似于平滑肌細(xì)胞。光學(xué)顯微鏡下觀察心臟切片,可見心肌纖維之間分布較松散,細(xì)胞核呈圓形居于細(xì)胞中間。胚胎60天后心肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化。首先是肌纖維之間出現(xiàn)密集排列的趨勢,次之肌纖維細(xì)胞核開始變成橢圓形,細(xì)胞核的長軸與肌原纖維方向開始一致。妊娠4-6個月時,心肌纖維排列更加緊密,細(xì)胞體積增大,細(xì)胞漿豐富,胞核顯得較小,表明心肌細(xì)胞中肌原纖維合成旺盛。妊娠7個月后的心臟組織學(xué)特征同成人心臟基本相似。

胚胎60天后心臟瓣膜已經(jīng)有了很好的發(fā)育。在心臟瓣膜的肌部有3-6層心肌纖維密集排列。在心臟外膜主要由半透明的纖維組織構(gòu)成,其間散在蘭染的細(xì)胞核,應(yīng)該為膠原纖維細(xì)胞。在心臟外膜中已有動脈分布。

2.3 大動脈的發(fā)育 見表3、4。肺動脈粗于主動脈。胎齡4個月后肺動脈與主動脈的外徑發(fā)育基本相同,到9個月胎齡時主動脈的外徑發(fā)育超過肺動脈。升主動脈和肺動脈的長度在5-8個月間發(fā)育速度相對慢于其他月份,而這兩個動脈外徑的發(fā)育速度在各胎齡均相近,隨著妊娠時間持續(xù)而緩慢的增加。胎齡4個月后胎兒無名動脈及其分支、左頸總動脈和左鎖骨下動脈都得到良好的發(fā)育,并隨著胎齡增加。到9個月胎齡時,無名動脈、右頸總動脈、右鎖骨下動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈的外徑已分別發(fā)育到2.0 mm、1.0 mm、1.1 mm、1.5 mm和1.3mm。大多數(shù)動脈測量值與胎齡的相關(guān)系數(shù)r值在0.5以下。

2.4 肺的發(fā)育 見表5。整個胚胎發(fā)育時期右肺體積、重量均大于左肺。兩肺的重量與胎齡有較好的相關(guān)系數(shù),r值在0.63以上。但是左、右肺的三維徑線與胚胎發(fā)育時間的相關(guān)性較差,r值波動在0.24-0.69之間,P＜0.05(表6)。表明肺體積的發(fā)育受到胸廓發(fā)育的影響。

表3 不同胎齡胎兒升主動脈與肺動脈的徑線值

表4 不同胎齡胎兒頭頸部大動脈外徑值(mm)

表5 不同胎齡胎兒肺的發(fā)育

表6 肺臟發(fā)育與胎齡關(guān)系直線回歸分析結(jié)果

3 討論

在人胚胎發(fā)育過程中,心臟是最先形成的器官,可見心臟在整個發(fā)育過程中的重要性。人胚心臟大約是在胚胎發(fā)育的第三周開始發(fā)生的。在原始血管系統(tǒng)基礎(chǔ)上經(jīng)過長時間生長、合并、新生和萎縮等過程逐漸發(fā)育完善的結(jié)果[2]。心臟發(fā)生于生心區(qū)胚盤頭端、口咽膜前方的中胚層[3,4]。21天的人胚,出現(xiàn)有節(jié)律的收縮管狀心。于胚胎22天左右,管狀心融合成一條原始心管。心管頭端形成心球并與動脈干相連,動脈干將來形成主動脈、肺動脈。在胚胎30天時心臟已具有雛形。心臟、大動脈的生長模式歸于一般型。這一類型生長模式的主要特點是一生中有兩次生長突增期,第一次出現(xiàn)在胚胎期。心臟是胚胎最先生成和發(fā)育的器官,組織胚胎學(xué)研究顯示胚胎50天以前心肌纖維之間分布較松散,胚胎60天后心肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化。肌纖維之間出現(xiàn)密集排列的趨勢,妊娠4-6個月時,心肌纖維排列更加緊密,細(xì)胞體積增大,細(xì)胞漿豐富,胞核顯得較小,表明心肌細(xì)胞中肌原纖維合成旺盛。心臟各徑線對胎齡的相關(guān)分析的R值在0.6左右表明,胚胎心臟的發(fā)育并不是勻速的,有時快有時慢。心臟的較快速發(fā)育出現(xiàn)在胎齡7個月之前,胎齡7個月后心臟發(fā)育速度下降。

1993年古華運(yùn)等人發(fā)表了蘭州地區(qū)60例4-10個月胎兒主、肺動脈的內(nèi)徑數(shù)值[5]。主、肺動脈內(nèi)徑的比值波動在0.64-0.89之間。在任何月份,肺動脈的內(nèi)徑都比主動脈內(nèi)徑大。本檢測沒有測量這兩個動脈的內(nèi)徑,但是測定了它們的外徑。測量結(jié)果顯示,除3月胎齡外,主、肺動脈外徑的比值波動在0.98-1.04間,表明主、肺動脈的外徑基本是一致的。沒有測量胎齡3個月時發(fā)自主動脈弓供應(yīng)頭面部和上臂的各動脈外徑,這是因為這個胎齡胎兒的頭頸部動脈沒有發(fā)育到能夠精確測量的程度。本檢測同樣測量了頭頸部動脈的外徑。之前沒有看到有關(guān)這些數(shù)據(jù)的報道。

在子宮中完成胎肺結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)育是出生后能迅速并成功地進(jìn)行氣體交換所必需的。如果胎肺的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)育不正常或有所延緩,則新生兒的呼吸很可能不夠充分,甚至?xí)鹦律鷥旱暮粑狡染C合征。母體的營養(yǎng)狀況對肺的發(fā)育及功能形成有相當(dāng)重要的影響,妊娠中持續(xù)6個星期以上的慢性營養(yǎng)不良可使肺生長減慢[6]。多種內(nèi)分泌激素、細(xì)胞因子及某些轉(zhuǎn)錄因子也影響和調(diào)節(jié)胎肺的發(fā)育[7]。胎肺體積和重量是評價胎肺是否正常發(fā)育的良好指標(biāo)。本檢測測量了左、右肺的三維徑線。左、右肺的三維徑線與胚胎發(fā)育時間的相關(guān)性不令人滿意,但是兩肺的重量與孕齡有著良好的線性關(guān)系,即隨著孕齡的增加,兩肺的重量也顯著增加。整個孕期肺基本呈勻速發(fā)育,與15年前相比,大部分月份的雙肺平均重量均有所降低。

[1]樂 杰,主編.婦產(chǎn)科學(xué)[M].第七版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:39.

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[3]Srivastava D,Olsonen.A genetic blueprint for cardiac development[J].Nature,2000,407:221.

[4]Tam PP,Zhou SX.The allocation of epiblast cells to ectodermal and germline lineages is influenced by the position of the cells in the gastrulating mouse embryo[J].Dev Biol,1996,178(1):124.

[5]古華運(yùn).中國人胚胎發(fā)育時序與畸形預(yù)防[M].上海:上海醫(yī)科大學(xué)出版社,1993:96-102.

[6]江凌曉,封志純.肺發(fā)育的相關(guān)基因[J].國外醫(yī)學(xué)·生理、病理科學(xué)與臨床分冊,2000,20(1):42.

[7]闞 清,顧筱琪,周曉玉.正常胎兒肺發(fā)育調(diào)節(jié)研究進(jìn)展[J].實用兒科臨床雜志,2006,21(20):1428.