20.6 Développement des vaisseaux sanguins et circulation fœtale
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire le développement des vaisseaux sanguins
- Décrire la circulation fœtale
Chez un embryon en développement, le cœur est suffisamment développé au 21e jour après la fécondation pour commencer à battre. Les schémas de circulation sont clairement établis dès la quatrième semaine de vie embryonnaire. Il est essentiel à la survie de l'être humain en développement que le système circulatoire se forme tôt pour fournir au tissu en croissance des nutriments et des gaz, et pour éliminer les produits de déchets. La production de cellules sanguines et de vaisseaux dans des structures situées en dehors de l'embryon proprement dit, appelées sac vitellin, chorion et pédicule de connexion, commence environ 15 à 16 jours après la fécondation. Le développement de ces éléments circulatoires au sein de l'embryon lui-même commence environ 2 jours plus tard. Vous en apprendrez davantage sur la formation et la fonction de ces structures précoces lorsque vous étudierez le chapitre sur le développement. Au cours de ces premières semaines, les vaisseaux sanguins commencent à se former à partir du mésoderme embryonnaire. Les cellules précurseurs sont connues sous le nom d'hémangioblastes. Celles-ci se différencient à leur tour en angioblastes, qui donnent naissance aux vaisseaux sanguins et aux cellules souches pluripotentes, qui se différencient en éléments figurés du sang. (Recherchez du contenu supplémentaire pour plus de détails sur le développement et la circulation fœtale.) Ensemble, ces cellules forment des masses connues sous le nom d'îlots sanguins dispersés dans le disque embryonnaire. Des espaces apparaissent sur les îlots sanguins qui se développent en lumières vasculaires. La paroi endothéliale des vaisseaux provient des angioblastes au sein de ces îlots. Les cellules mésenchymateuses environnantes donnent naissance aux couches de muscle lisse et de tissu conjonctif des vaisseaux. Pendant que les vaisseaux se développent, les cellules souches pluripotentes commencent à former le sang.
Des vaisseaux sanguins se développent également sur les îlots sanguins, et ils finissent par se connecter les uns aux autres ainsi qu'au cœur tubulaire en développement. Ainsi, le schéma de développement, plutôt que de commencer par la formation d'un vaisseau central et de s'étendre vers l'extérieur, se produit simultanément dans de nombreuses régions, les vaisseaux se joignant ensuite. Cette angiogenèse — la création de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de ceux qui existent déjà — se poursuit au besoin tout au long de la vie à mesure que nous grandissons et nous développons.
Le développement des vaisseaux sanguins suit souvent le même schéma que le développement nerveux et se dirige vers les mêmes tissus et organes cibles. Cela se produit parce que les nombreux facteurs qui dirigent la croissance des nerfs stimulent également les vaisseaux sanguins à suivre un schéma similaire. Le fait qu'un vaisseau donné se développe en artère ou en veine dépend des concentrations locales de protéines de signalisation.
À mesure que l'embryon grandit dans l'utérus de la mère, ses besoins en nutriments et en échanges gazeux augmentent également. Le placenta — un organe circulatoire unique à la grossesse — se développe conjointement à partir de l'embryon et des structures de la paroi utérine pour répondre à ce besoin. De la placenta émerge la veine ombilicale, qui transporte le sang riche en oxygène de la personne enceinte vers la veine cave inférieure fœtale via le canal veineux jusqu'au cœur qui le pompe dans la circulation fœtale. Deux artères ombilicales transportent le sang fœtal appauvri en oxygène, y compris les déchets et le dioxyde de carbone, vers le placenta. Des vestiges des artères ombilicales subsistent chez l'adulte. (Recherchez du contenu supplémentaire pour plus d'informations sur le rôle du placenta dans la circulation fœtale.)
Il existe trois shunts majeurs — voies alternatives pour le débit sanguin — dans le système circulatoire du fœtus. Deux de ces shunts détournent le sang de la circulation pulmonaire vers la circulation systémique, tandis que le troisième relie la veine ombilicale à la veine cave inférieure. Les deux premiers shunts sont essentiels pendant la vie fœtale, lorsque les poumons sont comprimés, remplis de liquide amniotique et non fonctionnels, et que les échanges gazeux sont assurés par le placenta. Ces shunts se ferment peu après la naissance, cependant, lorsque le nouveau-né commence à respirer. Le troisième shunt persiste un peu plus longtemps mais devient non fonctionnel une fois le cordon ombilical sectionné. Les trois shunts sont les suivants (Figure 20.44) :
- Le foramen ovale est une ouverture dans le septum interatrial qui permet au sang de circuler de l'oreillette droite vers l'oreillette gauche. Une valve associée à cette ouverture empêche le reflux sanguin pendant la période fœtale. Lorsque le nouveau-né commence à respirer et que la pression artérielle dans les oreillettes augmente, ce shunt se ferme. La fosse ovale reste dans le septum interatrial après la naissance, marquant l'emplacement de l'ancien foramen ovale.
- Le canal artériel est un court vaisseau musculaire qui relie le tronc pulmonaire à l'aorte. La majeure partie du sang pompé du ventricule droit dans le tronc pulmonaire est ainsi détournée vers l'aorte. Seule une quantité suffisante de sang atteint les poumons fœtaux pour maintenir le tissu pulmonaire en développement. Lorsque le nouveau-né prend sa première inspiration, la pression dans les poumons chute considérablement, et les poumons et les vaisseaux pulmonaires se dilatent. À mesure que la quantité d'oxygène augmente, les muscles lisses de la paroi du canal artériel se contractent, scellant le passage. Finalement, les composants musculaires et endothéliaux du canal artériel dégénèrent, ne laissant que le composant de tissu conjonctif du ligament artériel.
- Le canal veineux est un vaisseau sanguin temporaire qui se ramifie à partir de la veine ombilicale, permettant à une grande partie du sang fraîchement oxygéné provenant du placenta — l'organe d'échange gazeux entre la personne enceinte et le fœtus — de contourner le foie fœtal et d'aller directement au cœur fœtal. Le canal veineux se ferme lentement au cours des premières semaines de la petite enfance et dégénère pour devenir le ligament veineux.