心脏的发生学与先天性心脏病

• 心脏的发生学
• 胎儿循环
• 先天性心脏病：一般情况

心脏的发生学

心脏的发生学是人类胚胎发育中的第一个重要的形态发生功能事件。心脏从怀孕的第三周开始形成，初级心脏基因区的中胚层细胞在关键生长因子（如BMP，FGF和Wnt）的影响下迁移并分化。

这些细胞形成了两条内膜心管，这些心管通过横向和头尾方向的运动，在中轴线上融合形成 原始心管。形成的结构分为若干个段落，预示着未来心脏解剖区域的形成：

• 动脉干：将形成主动脉和肺动脉。
• 心脏球：将有助于形成右心室和排出道。
• 原始心室：将成为左心室。
• 原始心房：将形成左、右心房。
• 静脉窦：将参与形成上下腔静脉和右心房。

在第四周，心脏开始发生心脏翻转，这是一个关键过程，赋予心脏双环形的配置。心管向腹侧弯曲并旋转，正确地排列心腔：右心室被推向前方和右侧，左心室被推向后方和左侧，而心房则位于心室的背面。

接下来，启动复杂的隔膜化过程，分割原始心脏成四个独立的腔室，并建立体循环和肺循环：

• 心房间隔通过初级隔膜和次级隔膜的生长顺序形成，留下卵圆孔，以便胎儿血液的通过。
• 心室间隔从原始心室的下缘发展，并通过与内膜心襞的融合完成。
• 动脉干隔膜，由神经脊细胞塑造，分开主动脉和肺动脉的排出道。

同时，发生心肌分化，从简单的收缩层发展为复杂的结构，形成一个能够协调心脏节律收缩的传导系统。窦房结、房室结和希斯束逐渐在原始心肌内出现。

在这些关键阶段，可能会发生的异常包括心室间隔缺损、动脉干畸形如法洛四联症，以及更复杂的情况，如共同动脉干或大动脉转位。

心脏的成熟过程持续到第二和第三个孕期，包括心肌壁的增厚、房室瓣和半月瓣的形成，以及冠状动脉系统的发展。这时，心脏已完全分化，准备在分娩时维持胎外循环。

胎儿循环

在胎儿发育期间，心血管系统采用了一种特殊的配置，适应了通过胎盘获得氧气和营养物质的需求，因为肺部尚未发挥作用。胎儿循环依赖一系列生理性分流，减少血液流经肺部，并在某种程度上绕过肝脏，优化对大脑和心脏等重要器官的氧合。

来自胎盘的富氧血液通过脐静脉进入胎儿。一部分进入肝脏，而大部分直接进入下腔静脉，通过阿兰齐脉管。这部分混合血液进入右心房，其中巧妙布置的瓣膜和隔膜引导氧气含量更高的血液通过卵圆孔进入左心房。然后，经过左心室，血液流入升主动脉，供给大脑和胎儿心肌。

来自上腔静脉的低氧血液被引导至右心室并被泵送到肺动脉。然而，由于肺部的血管阻力较高，导致大多数血液绕过肺部，通过动脉导管直接进入降主动脉。

胎儿循环中的三大分流如下：

• 阿兰齐脉管，将富氧血液从肝脏引导到下腔静脉。
• 卵圆孔，允许血液直接从右心房流向左心房。
• 动脉导管，将肺动脉与降主动脉相连，绕过肺部。

这种结构确保了最富氧的血液优先供应到代谢需求较高的器官，而肺循环直到出生时才会介入。

随着第一次呼吸的发生，肺扩张大大降低了肺部血管阻力，血液开始流向肺部进行氧合。左心房压力相对于右心房的升高导致卵圆孔的功能性关闭，而脐血流的停止刺激了动脉导管和脉管的收缩。

在出生后的几天或几周内，这些分流将逐渐解剖性闭合：卵圆孔关闭，成为卵圆窝，动脉导管转变为动脉韧带，而阿兰齐脉管变为脉管韧带。这些过程未能完全闭合可能会导致临床相关的疾病，如开放性动脉导管或持续性卵圆孔，需进行适当的诊断和治疗。

先天性心脏病：一般情况

先天性心脏病是最常见的先天性缺陷，全球发生率估计为每千个活产儿中有6到12例。这些是心脏和大血管的结构异常，在胚胎发育过程中产生，源于复杂的发生学和隔膜过程中的异常。

先天性心脏病的病因是多因素的，既包括遗传因素，也包括环境因素。点突变、染色体异常和遗传综合征（如唐氏综合征、DiGeorge综合征和18三体综合征）都可能干扰心脏的发育过程。环境因素，如母体感染（风疹、巨细胞病毒）、接触致畸药物或母体疾病（如未控制的糖尿病）也与心脏畸形的发生相关。

从胚胎学的角度看，先天性心脏病可以根据异常类型进行分类：

• 形成缺陷，例如隔膜发育不良，像是心室间隔缺损。
• 分裂缺陷，由于心室或排出道分离不完全，如共同动脉干。
• 吸收缺陷，由不完全的再通或凋亡引起，如肺动脉狭窄。
• 位置缺陷，如大动脉转位或异位症，心脏结构异常位移。

先天性心脏病的临床表现变化多端。某些缺陷（如持续性卵圆孔）可能终生无症状，而其他缺陷（如肺动脉闭锁或共同动脉干）则可能在生命的前几天就表现出严重症状。主要的临床表现包括持续性青紫、充血性心力衰竭的迹象、生长迟缓以及心脏杂音等病理性体征。

诊断依赖于综合评估，包括临床检查并辅以以下影像学检查：

• 经胸超声心动图，用于评估心脏的解剖学和功能。
• 经食道超声心动图，适用于复杂病例或声窗受限的情况。
• 心脏磁共振和心脏CT，用于详细的解剖学描述。
• 心导管检查，用于需要血流动力学评估或手术规划的病例。

近年来，胎儿超声心动图技术使得在胎儿期就能诊断出许多先天性心脏病，从而提高了围产期的管理水平和治疗前景。

预后差异较大，取决于畸形的类型、是否存在伴随异常以及治疗的及时性。儿童心脏外科手术、介入治疗技术的进展以及新生儿重症监护的创新使得许多先天性心脏病患儿的长期生存率显著提高。今天，许多这样的患者进入成年后，生活质量满意，尽管他们通常需要持续的心脏病学随访，并在某些情况下需要进一步的手术或介入治疗。

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