Développement cardiovasculaire Classification segmentaire des malformations cardiaques Dr Sylviane Hennebicq Biologie du développement et de la reproduction

Objectifs dapprentissage Comprendre les grandes étapes du développement cardio-circulatoire Comprendre quelques mécanismes de dysfonctionnement expliquant la survenue des principales malformations cardiaques Comprendre la logique de la classification de ces malformations En déduire les conséquences hémodynamiques fœtales et néonatales

Vasculogenèse primaire extra embryonnaire Vers le 17è jour : Initiation de la formation de futures structures vasculaires à partir des cellules du mésoblaste Induction par endoderme Au niveau extra- embryonnaire dans la splanchopleure de la vésicule vitellin Mésoblaste extra- embryonnaire VV CA All PE

Développement cardiovasculaire intra-embryonnaire Même processus dangiogenèse au niveau de laire cardiogénique Individualisation dune aire cardiogénique rostralement à la MBP avec prolongement latéral et caudal Fusion médiane et ventrale des deux tubes cardiaques en un tube unique lors de la plicature de lembryon J19 J21 J20

En résumé Tube cardiaque unique ventral médian – Appendu rostralement aux structures primitives artérielles – Et caudalement aux structures primitives veineuses CT : conotronc BC : bulbe cardiaque VP : ventricule primitif OP oreillette primitive SV : sinus veineux Veines cardinales et vitelline Aortes dorsales

4è semaine (J23) Tube cardiaque unique ventral médian – Appendu rostralement aux structures primitives artérielles – Et caudalement aux structures primitives veineuses CT : conotronc BC : bulbe cardiaque VP : ventricule primitif OP oreillette primitive SV : sinus veineux Vue ventrale Vue latérale Aortes dorsales Veines cardinales et vitelline

Battements cardiaques Dès le stade de tube cardiaque, les cellules myocardiques ont une activité contractile Le tissu nodal de conduction autonome Apparition des battements cardiaques vers le 22è jour Vésicule vitelline Embryon J22

Circulation omphalo-allantoïdienne (extra-embryonnaire) Développement dun réseau artériel et veineux au niveau du mésoblaste de la vésicule vitelline et de lallantoïde Va former la circulation ombilicale

Visualisation globale du système cardiovasculaire Circulation artérielle : Les aortes dorsale sorganisent en arcs aortiques aboutira à une aorte unique Circulation veineuse Veines cardinales =>veines cave sup et inf Veine ombilicale =>cordon ombilical Involution des veines vitellines 4è-5è semaine

Chemin à parcourir : Cœur en tube => cœur à 4 cavités Circulation tubulaire => double circulation parallèle artères veines Tube cardiaque céphalique caudal céphalique gauche droite Cavités gauches Cavités droites VC AP VP Ao

Chronologie des modifications 4è et 5è semaines – Plicature du tube cardiaque et organisation dans lespace du système cavitaire 5è et 6è semaines – Cloisonnement intra- cardiaque et individualisation des 4 cavités définitives – Formation du système valvulaire

Plicature du tube cardiaque Inflexion vers lavant et la droite de la portion crâniale du tube cardiaque Remontée vers le haut et larrière de la portion caudale du tube cardiaque Oreillettes en haut et en arrière Ventricules en bas et en avant Conotronc -> origine Aorte et APulm CT : conotronc BC : bulbe cardiaque VP : ventricule primitif OP oreillette primitive SV : sinus veineux

Vers J24

4è-5è semaine Individualisation nette des auricules Auricule droit pyramidal Auricule gauche cylindrique

Développement des oreillettes et des auricules Auricule droit à base large et forme triangulaire ou conique Auricule gauche à base étroite et forme tubulaire Oreillettes définitives formées par tissu du de loreillette primitive et du sinus veineux

Mécanismes de cloisonnement Croissance de masses cellulaires qui se rapprochent et fusionnent Multiplications des cellules et développement des matrices extra-cellulaires – Septa interauriculaire, interventriculaire, orifices Ao et pulm, canaux auriculo- ventriculaires Expansion de cavités autour dune zone que ne saccroit pas – Séparation oreillte- ventricule – Futures zones de valvules auriculo- ventriculaires

Cloisonnement atrial Formation en deux temps du septum inter auriculaire – > foramen ovale Oreillette Primitive Veines cardinales Veines pulmonaires

Formation dun premier septum

Ostium primum et secundum

Formation dun deuxième septum

Caractérisation intrinsèque des cavités auriculaires Oreillette morphologiquement droite si auricule droit triangulaire Trabéculation fine Oreillette morphologiquement gauche si auricule tubulaire Trabéculation fine

Cloisonnement des cavités cardiaques Coupe frontale – 2 : abouchement veineux – 4 : sillon auriculo- ventriculaire – 5 : oreillette droite – 6 : communication interventriculaire

Développement des ventricules Inlet Portion apicale Outlet Trabéculation de la paroi du Vc primitif jouxtant la zone interventriculaire

Cloisonnement ventriculaire Formation du septum interventriculaire de lapex vers le futur plancher valvulaire atrio-ventriculaire Cloisonnement incomplet =>CIV Ventricule droit grossièrement trabéculé Ventricule gauche finement trabéculé Si ventricule unique, il est indéterminé

4 cavités Formation du septum interventriculaire – Musculaire – membraneux Formation des valves atrio-ventriculaires – Dérivent du mésenchyme des bourrelets atrio- ventriculaire

Cœur à 4 cavités (3è mois) 5 : oreillette droite 7 : septum interventriculaire 8 : ventricule gauche 9 : ventricule droit 10 : oreillette gauche 11 : septum primum 13 : septum secundum 14 : valves tricuspides ventral dorsal

Caractérisation morphologique des cavités ventriculaires Ventricule morphologiquement droit – Trabéculation grossière, paroi, – épaisseur paroi restera peu importante À différencier de la position droite ou gauche Ventricule morphologiquement gauche – Trabéculation fine, – épaisseur paroi deviendra importante À différencier de la position droite ou gauche

Devenir du conotronc Conotronc (cône artériel) -> origine Aorte et Artère Pulmonaire CT : conotronc BC : bulbe cardiaque VP : ventricule primitif OP oreillette primitive SV : sinus veineux

Evolution du cône artériel Voie efferente du cœur Tronc commun Aorte-A Pulmonaire

Origine commune du système artériel aortique et pulmonaire Deux aortes dorsales Formation des arcs aortiques en lien avec les arcs branchiaux Artère pulmonaire formée à partir du système aortique

Cloisonnement de la voie efférente Formation dun septum qui divise le tronc efférent commun en aorte et tronc pulmonaire (bourrelet endocardique par migration de cellules des crêtes neurales) Simultané avec la courbure et la rotation du tronc efférent Individualisation des valves dans la zone de courbure – 1 : aorte – 3 : tronc pulmonaire – 4-9 : valves semi-lunaires

Visualisation échographique des gros vaisseaux Ao

Eléments disponibles pour lanalyse dune malformation cardiaque foetale Données de léchographie fœtale Caractérisation morphologique de la malformation – Analyse segmentaire utile Intégration de cette malformation dans un contexte malformatif global Evaluation des conséquences hémodynamiques néonatales Détermination présomptive des possibilités chirurgicales néonatales Discussion globale de la décision dinterruption ou non de la grossesse Diagnostic anatomique malformatif en cas dinterruption

Organisation normale Cavités morphologiquement droites à droite Cavités morphologiquement gauches à gauche Concordance de la connexion atri- ventriculaire Concordance de la connection ventriculo-artérielle – Aorte issue du VMG – Artère pulmonaire issue du VMD Situs solitus

Anomalies de lasymétrie bilatérale Situs inversus viscéral complet – Respect des circulations droite- gauche et de leurs voies efferentes – Pas de conséquence hémodynamique Différent de la dextrocardie=pointe du cœur à droite Isomérisme droit – Présence de deux auricules droits Isomérisme gauche – Présence de deux auricules gauches AoAP

Asymétrie bilatérale Modèle de souris mutantes iv/iv – Dextrocardie dans la moitié des cas – Intégration fréquente de la dextrocardie dans un situs inversus – Mutation sur le chromosome 12 – Gène codant pour une dynéine axonémale – Absence de rotation ciliaire des cellules du nœud embryonnaire – Etablissement de lasymétrie bilatérale au hasard

Caractérisation des connexions atrio- ventriculaires Connexions atrio- ventriculaires discordantes Connexions atrio- ventriculaires ambigues

Mode de connexion atrio-ventriculaire Analyse du système valvulaire atrio-ventriculaire au sein de la filière atrioventriculaire droite et gauche – Concordance valves et cavités – Position des valves – Cumul avec une anomalie du cloisonnement – Retentissement cavitaire

Catactérisation des connexions ventriculo-artérielles Connexions concordantes Connexions discordantes Ventricule à double issue

Transposition des gros vaisseaux Anomalie de la spiralisation de la voie efférente Transposition complète ou partielle

Conclusion Malformations cardiaques sont les plus fréquentes des malformations congénitales Bonne connaissance de lorganogenèse pour comprendre la pathogénie Nécessité dun diagnostic soigneux systématique et segmentaire Indispensable aux décisions thérapeutiques ultérieures

Données bibliographiques et iconographie Larsen, Embryologie humaine, De Boeck éd Langman et Sadler, Embryologie médicale, Pradel éd PS Jouk, Medecine fœtale et échographie en gynécologie, 1991 (5) : 4-21 M Althuser, images déchographie fœtale