EMBRYOLOGIE CARDIAQUE Rte Nasraoui Wided Février 2011 Service de cardiologie Sahloul

Introduction Le cœur 1er organe fonctionnel du fœtus Le développement du cœur se fait entre la 3eme et la 8eme semaine de vie intra utérine IU (5 et 10 SA) Importance de l’embryologie cardiaque pour La compréhension des cardiopathies congénitales

1) Les stades initiaux du développement a) La formation du tube cardiaque primitif Pendant les 2 premières semaines, les besoins métaboliques de l’embryon sont assurés par diffusion Le cœur dérive du mésoderme → des amas cellulaires angioformateurs de chaque coté de la ligne primitive qui migrent vers la partie céphalique de l’embryon et se rejoignent en avant de la plaque neurale → formation de plexus vasculaire en fer à cheval = la plaque cardiogénique qui sera clivée en 2 couches: -dorsale somatopleure →péricarde -ventrale splanchnopleure→ myocarde

1) Les stades initiaux du développement a) La formation du tube cardiaque primitif L’ ébauche cardiaque : 2plaques latérales→ invagination → structures tubulaires repoussées en position cervicale puis thoracique L’inflexion latérale de l’embryon → rapprochement des 2tubes puis fusion sur la ligne médiane →Tube cardiaque primitif attaché à la cavité péricardique (qui dérive du coelome) par le mésocarde dorsal

1) Les stades initiaux du développement a) La formation du tube cardiaque primitif En même temps épaississement du mésoderme du somatopleure et du splanchnopleure pour donner la gaine myoépicardique L’endocarde et le myocarde seront séparés par une matrice extra cellulaire : La gelée cardiaque riche en Glycosaminoglycane Fin de la formation du tube cardiaque primitif rectiligne « Staight heart tube » à j22-23 de la vie IU ou commencent les contractions cardiaques péristaltiques puis rythmées

Coupe transversale d’un embryon de 18 jours

Coupe transversale d’un embryon de 20 jours

Coupe transversale d’un embryon de 21 jours Mésocarde dorsal Le coelome qui formera les cavités péricardique, pleurale et péritonéale qui donnera le myocarde qui donnera le péricarde Tubes cardiaques primitifs

24 jours Tube neural Tube cardiaque primitif Formée de glycosaminoglycanes et de protéines Sépare myocarde et endocarde Tube cardiaque primitif

Le cœur devient en arrière et en position ventrale /SNC et la membrane buccopharyngée

1) Les stades initiaux du développement b) La formation de la boucle cardiaque Le tube cardiaque primitif subit des incurvations pour donner la boucle cardiaque qui comprend : - Oreillette primitive - VG primitif à partir de la partie proximale du segment ventriculaire = descending limb - VD primitif à partir de la partie distale du segment ventriculaire = ascending limb - Conus - Truncus Ces éléments sont liés par des jonctions : CAV Foramen IV primitif Sillon bulbo ventriculaire Jonction cono truncale

1) Les stades initiaux du développement b) La formation de la boucle cardiaque Le tube cardiaque, impair et médian, est organisé selon un axe antéro-postérieur (ou céphalo-caudal). Les cavités veineuses et atriales occupent une position caudale, alors que les cavités ventriculaires et artérielles ont une position plus rostrale La croissance du tube conduit à des mouvements de repli. Le tube se déforme d'abord en S puis subit une rotation selon l'axe céphalo-caudal. Il en résulte que le pôle veineux cardiaque occupe une position dorsale alors que le pôle artério-ventriculaire se place au niveau ventral.

Boucle initiale « Early looping »

Boucle tardive « Late looping » complétion : convergence des voies d’admission et d’éjéction

Phase d’insertion « Wedging » segment d’éjection entre OD et OG Jonction interventriculaire

Formation de la boucle cardiaque 8 somites ≈ 22 jours 11 somites ≈ 23 jours 16 somites ≈ 24 jours

A partir du tube cardiaque primitif

Formation de la boucle cardiaque

2) La chronologie globale du développement cardiaque Début de 4eme semaine de vie IU et fin 8eme: morphologie définitive

4 ème semaine : j 22-23→j 28 Début de développement des ventricules Début de la circulation sanguine en série Début de la séptation cardiaque Début de formation des veines systémiques Début de formation des arcs aortiques

4 ème semaine : j 22-23→j 28 → Truncus au dessus du VD et l’auricule droit à gauche de la portion ascendante du tube cardiaque (juxtaposition gauche des auricules) et la pointe du cœur est à droite → L’arrêt du développement à ce stade VU VDDI Atrésie tricuspide +/- Dextrocardie

5 ème semaine : j 29→ j 35 Poursuite du développement ventriculaire et séptation inter ventriculaire Différenciation des VAV et début de cloisonnement inter AV Absorption du conus sous aortique → les gros vx avec leurs rapports définitifs entre eux et avec les VAV Séptation de AO et AP Les arcs aortiques continuent leurs maturations

5 ème semaine : j 29→ j 35 → A ce stade le VD et la partie droite de l’oreillette commune communiquent par la valve tricuspide La pointe du cœur à gauche : Lévocardie La circulation en parallèle La séptation presque achevée Foramen inter V patent

6 ème et 7 ème semaines Fin de la séptation ventriculaire Fin du développement des arcs aortiques

3) Développement des ventricules a) j 31 - j 35 Après la formation de la boucle, l’oreillette est connectée au futur VG : segment proximal et la voie d’éjection est connectée au futur VD : segment distal La convergence de ces segments nécessaire pour la séptation et l’alignement Formation d’un anneau dans le plan sagittal qui marque la future jonction IV en délimitant le foramen IV primitif L’anneau de la jonction AV se forme dans un plan frontal La partie gauche se développe plus rapidement que la droite Le VG encastré entre les O en arrière et le futur VD à droite Le futur VD est relié au futur VG à gauche et au segment d’éjection en avant et en haut

3) Développement des ventricules a) j 35 - j 39 Croissance importante des ventricules stt droit Croissance de l’anneau frontal à droite et en arrière pour former à j42 – 44 la jonction AV droite définitive

3) Développement des ventricules a) j 42 - j 44 Stade de formation des valves AV et semi lunaires d’où la séparation des flux sanguin qui deviennent parallèles L’expansion vers la dte de la partie post de la petite courbure → migration apparente vers la gche du septum musculaire→ OD et VD seront connectés Migration du segment d’éjection entre OD et OG : Insertion = Wedging avec migration à gauche de la partie antérieure du SIV et de la partie sous AO de la région conotruncale La région conotruncale vient alors au dessus du futur VG : incorporation de la zone sous AO au futur VG (absorption du conus sous aortique)

3) Développement des ventricules a) j 45 - j 56 Fin de la séptation Une CIV peut persister au niveau du septum membraneux qui disparaît à la fin de la 8 ème semaine Différenciation du tissu conductif Incorporation complète du conus sous AO au VG Le septum séparant les 2 chambres d’admission dérive de la jonction IV primitive La séptation s’ achève par la fusion du septum séparant les 2 CC avec la crête antero superieure du septum musculaire Le stade final de la séptation est la formation du septum membraneux qui ferme la communication entre la voie sous aortique et le VD

4) Le développement du canal atrioventriculaire a) Le CAV Les coussinets ou bourgeons endocardiques (des épaississements localisés de la gelée cardiaque) se développe uniquement au niveau : CAV : développement longitudinal Conotruncus : développement à droite et à gauche → Les bourgeons du CAV 4 : 1 ventral: postéro inferieur 1 dorsal : antéro supérieur 2 latéraux plus petits droit et gauche Ces bourgeons vont se rapprocher puis fusionner pour diviser le CAV en 2 orifices droit et gauche

Le CAV se draine principalement au niveau du VG

Développements des coussinets ou bourgeons endocardiques permettant la fermeture du canal atrioventriculaire

Fusion des bourgeons et division du CAV en 2 orifices droit et gauche

Fusion des bourgeons et division du CAV en 2 orifices droit et gauche

4) Le développement du canal atrioventriculaire b) Les VAV Entre 5-8 semaines Valve tricuspide : complexe 2 phases : développement de la jonction AV droite et formation des feuillets valvulaires et de l’appareil sous valvulaire Origine purement musculaire à partir de : - CAV en arrière - Crète du SIV en dedans - Petite courbure en dehors Valve mitrale : plus simple à partir des coussinet endocardiques et du myocarde ventriculaire

5) Le développement des oreillettes L’oreillette primitive apparaît à j 22-24 à la partie haute et postérieure du ventricule primitif Le sinus veineux communique avec l’oreillette primitive par un orifice médian qui se dirige à droite 2 valves veineuses droite et gauche régressent et ne persiste que la partie inferieure de la valve droite qui forme la valve d’Eustachi autour de l’orifice de la VCI La valve de Thebesius autour de l’orifice du sinus coronaire La corne gche du sinus veineux involue → sinus coronaire La corne droite s’élargie et s’incorpore dans l’OD pour donner la partie postérieure lisse de OD alors que la partie trabéculée auricule provient de O primitive La veine pulmonaire commune à partir d’un bourgeon du sinus veineux qui donne également le septum primum

5) Le développement des oreillettes La séptation auriculaire SP : provenant du sinus veineux, croit de bas en haut en continuité avec la paroi gauche de la VCI OP : orifice formé par la concavité du SP en haut et en arrière et les bourgeons du CAV en bas et en avant. Il sera fermé par les bourgeons endocardiques lors de la séptation du CAV OS : espace au dessus du bord libre du SP à la fin de sa croissance SS : se forme quand le sinus veineux et la veine pulmonaire commune sont incorporés dans les oreillettes . C’est une structure musculaire à bord libre concave qui descend à droite du SP FO : fente entre les bords libres des 2 septa qui s’accoleront après la naissance

La séptation auriculaire

La séptation auriculaire Ostium primum

Ostium secundum SEPTUM PRIMUM SEPTUM SECUNDUM

Pendant la vie intra-utérine, le sang peut passer de l'atrium droit à l'atrium gauche via le foramen ovale

Les modifications de la pression sanguine après la naissance conduisent à l'apposition des septa primum et secundum fermant ainsi la communication entre les deux atriums.

Le développement des oreillettes

6) Le développement du conotruncus Le conus fait suite à la partie distale du ventricule primitif et la relie au truncus La jonction entre les 2 est l’emplacement des futures valves semi lunaires Le conus donnera les voies d’éjection des 2 ventricules

2 paires de crêtes conotruncales forment : 6) Le développement du conotruncus a) Le développement du conus et la séptation conotruncale Les bourgeons endocardiques de même origine se développent en même temps que ceux du CAV 2 paires de crêtes conotruncales forment : Le septum inter aortico pulmonaire Les valves semi lunaires Les voies d’éjection Au niveau du conus, Les crêtes ont une orientations droite et gauche puis trajet devient spiralé du conus vers le truncus responsable du croisement normal des gros vaisseaux (le conus ne subit aucune rotation ni torsion)

Développement des crêtes conotruncales

6) Le développement du conotruncus a) Le développement du conus et la séptation conotruncale Une hypothèse de la TGV est une hypoplasie des bourgeons conaux avec absence de spiralités En même temps : phase d’insertion qui oriente correctement la voie d’éjection / aux ventricules Le septum conal aligné fusionne de façon appropriée avec le SIV et les bourgeons du CAV Si l’insertion n’a pas eu lieu ou incomplète ou inappropriée , les 3 composants du SIV ne se rencontrent pas → CIV

Des anomalies de ces 2 stades donnent 6) Le développement du conotruncus a) Le développement du conus et la séptation conotruncale La formation de la boucle et la convergence sont indispensables pour que l’insertion se fasse correctement Des anomalies de ces 2 stades donnent - Un malalignement de la voie d’admission: VG à double entrée - Un malalignement de la voie d’éjection : VDDI

6) Le développement du conotruncus b) La formation des valves semi lunaires La formation du septum conal se fait à la jonction conotruoncale entre j 35 et j 38 J 42 – 44 : apparition des valves semi lunaires qui seront séparées par le septum inter aortico pulmonaire

7) Rôle de la crête neurale Migration des cellules de la crête vers la voie d’éjection pour former les septa : aortico pulmonaire , truncal et conal Les anomalies de la migration selon ses degrés : - Abs de séptation de la voie d’éjection → Truncus arteriosus - Malalignement au niveau du conus → VDDI Persistance du tronc artériel commun : lord de l’ablation totale de la crête neurale dextro position de AO (ablation partielle) : VDDI , T4F , Complexe d’Eisenmenger Anomalies du segment d’admission atrésie tricuspide et VG à double entrée

AVANT LA NAISSANCE

APRES LA NAISSANCE