原始动脉血管的建立及演变

学术   2024-11-07 18:31   北京  

动脉血管的建立及演变

人体内的一切组织和器官原基均来自外、中、内3个胚层,而原始动脉血管的建立及演变是一个复杂且精细的过程,它伴随着胚胎的发育而逐步完成。人胚在第18-26天,随着胚内外的原始血管相互连接,边形成了原始心、血管系统,在这一时期的血管,包括心脏在内都是成对存在的。本文将介绍,原始动脉血管的建立及演变过程。




原始动脉血管的建立

原始动脉血管的建立及演变是一个复杂且精细的过程,它伴随着胚胎的发育而逐步完成。第3周末,在胚体背侧中轴两侧发生出两条纵行的动脉,其头端与两条原始心管相连,沿中轴向尾端行,形成早期胚体动脉的主干(图1)。

图1:第26天时的人体原始心、血管系统


此时可以分为腹主动脉、背主动脉、弓动脉三部分:

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腹主动脉

腹主动脉(abdominalaorta)开始时为1对连于2条原始心管的血管,随后2条心管又合并成1条,今儿2条腹主动脉也融合成为1个主动脉囊(aortic sac)。

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背主动脉

背主动脉(dorsalaorta)是早期胚体内最大的动脉,自胚体头端沿纵轴平行向尾端伸展。随着胚体的发育,在咽的尾端合并成1条,并沿途发出分支,从而营养胚体各部分。此外,还发出若干卵黄动脉,分布于卵黄囊,1对尿囊(3周时,由卵黄囊后壁顶端向体蒂长出的一条盲管)动脉,以后演变成脐动脉,经体蒂分布于绒毛膜。背主动脉在前端不合并,呈弓形连于心管,此弓形部分血管埋在第1鳃弓(胚胎4周时头部两侧出现的圆柱状突起)的间充质内,因此称为第1对弓动脉。

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弓动脉

弓动脉(aorticarch)有6对,除第1对弓动脉由背主动脉在头端弯向腹侧形成外,其余5对均由主动脉囊相继发出,经相应的鳃弓沿咽侧壁至背部,通入背主动脉。





动脉的演变

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弓动脉的演变

弓动脉共有6对,均发生在鳃弓内。最初的1对弓动脉于第4周时,发生在第1鳃弓的下颌弓,故命名为第1对弓动脉。以后的几对依次发生在其后的几对鳃弓内,但6对弓动脉并不同时存在,最后的1对弓动脉约在第6周时形成,此时前两对弓动脉已经大部分退化,第6-8周时,这些弓动脉及相连的动脉经过合并、退化等演变,直到第8周时才转变成接近成体状态。(图2)

图2:弓动脉的演变






第1对和第2对弓动脉

这两对弓动脉会大部分退化,仅留下小部分,其中第1对弓动脉形成上颌动脉,第2对弓动脉形成镫骨动脉,另外遗留下来的内皮管还参与组成颈外动脉的一部分。





第3对弓动脉

第7周时,左右第3对弓动脉上会各长出一个新支,向头端延伸,并和前两对遗留的内皮管连接起来,形成一对颈外动脉(externalcarotid artery),并将第3对弓动脉分为内、外两段,外侧段和第3对以上的背主动脉一起合称颈内动脉(internalcarotid artery),其内侧段则改称为颈总动脉(common carotid artery)。





第4对弓动脉

第4对弓动脉左、右两侧的变化不同,其演变过程与主动脉囊及动脉干的分隔紧密相关。

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主动脉囊分为左、右两半,左侧形成升主动脉,右侧形成头臂干(brachiocephalic trunk);

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动脉干头端连接主动脉囊,尾端与心球相连,此时主动脉干与心球内发生主肺动脉隔,将主动脉干分成主动脉干与肺动脉干;

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右侧的第4弓动脉,连同其下方的背主动脉及与之相连的第7外侧支,共同汇聚形成了右锁骨下动脉(right subclavian artery);

左侧的第4弓动脉与背主动脉联合构成了主动脉弓(aortic arch)。

由于主动脉弓的近心端和升主动脉相连,且远心端仍与背主动脉相连接,延续为降主动脉(descending aorta),第7背外侧支形成左锁骨下动脉(leftsubclavianartery)作为主动脉的直接分支。

值得注意的是,位于第3、4对弓动脉之间的背主动脉段,以及从第7背侧支至左右背主动脉合并处的右背主动脉段,均已退化并消失。





第5对弓动脉

第5对弓动脉发生后很快就会退化,有的甚至不发生。





第6对弓动脉

该动脉的变化较为复杂,且左右不对称。

左侧第6弓动脉的近侧段形成左肺动脉(pulmonaryartery),远侧段连接肺动脉与背主动脉,称为动脉导管(ductusarterious);

而右侧第6弓动脉的近侧段会形成右肺动脉,远段退化,左右肺动脉的近心端和肺动脉干相连接,其远心端与第6弓动脉芽生的新支伸向肺芽一起合成肺动脉。

再心脏从颈部下降至胸腔的过程中,颈总动脉会随之延伸变长。与此同时,左锁骨下动脉的起始点也会相对地上移至接近颈总动脉的位置,而右锁骨下动脉则转变为头臂干的一个分支。至此,主动脉弓上直接分出三个重要分支,分别是:左锁骨下动脉、左颈总动脉以及头臂干。


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背主动脉及其分支的演变

在胚胎发育的第4周,背主动脉从原始消化管两侧的中胚层起源,并以成对的形式纵向延伸,其长度与胚胎的躯体相当。至第4周末期,这对原本分离的动脉从咽部以下开始,逐渐向尾端合并,最终形成一条位于身体正中的降主动脉,并在后续的发育过程中,分别分化为胸主动脉、腹主动脉与骶中动脉。值得注意的是,背主动脉在发育初期便分化出了三组分支,并在后续的发育过程中各自演变发展。(图3)

图3:背主动脉的演变






腹侧的内脏支

腹侧的内脏支(ventral splanchnic branch)又称腹背间动脉,源自背主动脉,并向腹侧的卵黄囊及肠管延伸出分支,主要包卵黄动脉与脐动脉:

  • 卵黄动脉成对位于背主动脉的腹侧,沿卵黄囊分布,当背主动脉的成对形态合并为单一的降主动脉时,许多成对的卵黄动脉也随之合并,成为降主动脉的3个分支:腹腔动脉(coeliacartery)、肠系膜上动脉(superior mesenteric artery)和肠系膜下动脉(inferior mesenteric artery),这些动脉为前肠尾部以及中肠和后肠演化的器官提供血液供应。

  • 脐动脉是由背主动脉腹侧发出,经尿囊与胎盘相连。随着胚胎增长,脐动脉向尾端迁移,最后到达第V腰节水平,并与该处的第V腰背侧支吻合,在此过程中,背主动脉与第V腰背外侧支之间的脐动脉逐渐退化消失,而脐动脉则转而由第V腰背外侧支(未来会发育为髂总动脉)发出。胎儿出生后,随着与胎盘的分离,脐动脉的近段保留为膀胱上动脉(superior vesicle artery),而远段则萎缩退化为脐外侧韧带(lateral umbilical ligament)。





外侧内脏支

外侧内脏支(lateral splanchnic artery)作为背主动脉向腹外侧延伸的分支,虽然其排列略显杂乱且数量相对较少,但却扮演着至关重要的角色。它们为所有从间介中胚层演化而来的器官提供养分。具体而言,这些分支将进一步分化为肾动脉、肾上腺动脉(renalartery)、卵巢动脉(ovarian artery)或睾丸动脉(testicular artery),同时确保了这些关键器官在胚胎发育过程中的正常生长与功能。





背外侧支

背外侧支(dorso-lateralbranches)源自背主动脉的背外侧区域,自枕部体节起始,直至髂部,共29对,它们规律地排列在每对体节之间,因此也被称为节间支(intersegmental branches)。些分支在椎体腹外侧蜿蜒前行,不久便分为背支(后支)与腹支(前支):

  • 背支也称后支,向后行走,分布于脊髓(称脊髓支)和背部体壁的皮肤和肌肉;

  • 腹支也称前支,开始较小但很快会发育成为背外侧支的主支,分布到外侧及腹侧体壁中,但是所有背支和腹支的生长发育并非完全一致,而是随着不同部位产生不同的变化。

头颈部

第7背外侧支本干与其相连的腹支形成锁骨下动脉;

第1-7背侧支的背支在其离本干不远处,经过纵行吻合,形成椎动脉(vertebralartery);

第7背外侧支上下两侧的腹支,也同样在离本干不远处发生纵行吻合,分别形成甲状颈干(thyrocervicaltrunk)和肋颈干(costocervicaltrunk)。椎动脉、甲状颈干和肋颈干在发育过程中又和主干之间发生萎缩中断,最后转变成第7背外侧支,即锁骨下动脉的分支而留存于成体。

左、右两条椎动脉沿脊髓上升,至脑桥腹侧正中位置,随着左、右椎动脉的融合,今儿形成基底动脉(basilarartery),基底动脉再分两支,分别与左、右颈内动脉相沟通,形成一个血管环,称动脉环(circulus arteriosus),从而供养脑部。

胸部和腹部

这部分外侧支特别发达,分别形成肋间动脉(intercostalartery),并在腹侧发生纵行吻合,自上而下形成胸廓内动脉(intermalthoracic artery)、腹壁上动脉(epigastric artery)和腹壁下动脉(hypogastric artery)。

腰部第5外侧支则由于与脐动脉发生吻合而易名,吻合点以上的称为髂总动脉(commoniliac artery),以下的一段称髂内动脉(internaliliacartery)。髂外动脉(externaliliacartery)是就地形成的一段,以后和髂总动脉连接,并成为其分支,分布于下肢。


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四肢动脉

随着上、下肢芽的形成,锁骨下动脉和髂外动脉伸入其中,分别成为上、下肢的主要血管。





上肢动脉

锁骨下动脉伸入上肢芽担起上肢轴心血管的角色,其远端分化出的复杂血管网络被命名为腕丛(carpalplexus)。随着肢芽逐渐延伸,进而发育成为上臂和前臂,轴心血管也相应伸展,自近至远,依次演化为腋动脉(axillary artery)、肱动脉(brachial artery)、骨间动脉(interosseous artery)及腕丛。紧接着,肱动脉又衍生出正中动脉(medias artery)、尺动脉( ulnarartery)和桡动脉(radialartery)。当尺动脉和桡动脉发育成前臂的主要供血血管,并与腕丛形成掌弓(palmararch)时,原来的骨间动脉和正中动脉则逐渐与腕丛脱离联系,转变为较小的血管分支。值得注意的是,肱动脉的深支以及供应肘部与肩部的一些血管,其形成时间相对较晚(图4)。

图4:上肢动脉的形成





下肢动脉

下肢动脉的起源可追溯至下肢芽基部的脐动脉,它发出坐骨动脉(ischiadic artery)伸入下肢芽,其远端最终演化成足丛(plantarplexus)。随后,又从髂外动脉发生股动脉(femoralartery),并与足从连接并逐渐发展成为下肢的主要轴心血管。从近端至远端,股动脉依次延续为股动脉本身、腘动脉(poplitealartery)与胫后动脉(posteriortibialartery)。

在坐骨动脉延伸过程中,由于其与邻近动脉的紧密接触并形成吻合,其中间部分逐渐退化并消失,仅留下下端细化为腓动脉(peronealartery),上端分别演变成为臀下动脉(inferior genicular artery)和胫前动脉(anteriortibial artery),后者与胫后动脉平行延伸,两者在足部形成足弓(plantar arch)(图5)。

图5:下肢动脉的形成


文章来源:

临床血管外科 第5版








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