Het eerste orgaan dat zich in het menselijk lichaam ontwikkelt, is het hart-. Dus de cardiovasculair systeem is ook het eerste systeem in de ontwikkelingsfase van de embryogenese dat tot stand komt, en het is zeer complex in het proces. De eerste hartslag van de embryo- kan worden gedetecteerd door ultrageluid rond de zesde week van zwangerschap Tegen die tijd is er echter al heel wat gebeurd in de embryonale fase hart- ontwikkeling.
Wat is embryonale hartontwikkeling?
Het eerste orgaan dat zich in het menselijk lichaam ontwikkelt, is het hart- De eerste hartslag van de embryo- kan worden gedetecteerd door ultrageluid rond de zesde week van zwangerschap Vanaf de derde week begint het proces van hartvorming. Zolang er maar een paar cellen aanwezig zijn, krijgt elke cel de nodige voedingsstoffen uit zijn omgeving. Zodra de cellen zich echter beginnen te delen, bereiken de voedingsstoffen de cellen niet meer zonder hulp. De stoffen moeten dus ergens anders heen worden vervoerd. Tegelijkertijd ontstaan er afbraak- of afvalproducten die moeten worden afgevoerd. Dit is de taak van de cardiovasculair systeem en de reden waarom het eerst in het organisme wordt gevormd.
Functie en taak
De structuur begint met de vorming van de trifoliate cotyledon. Dit is een weefselcluster gevormd uit de zygote (bevruchte eicel) na bevruchting, nadat de cellen zich hebben gedeeld en de celmigratie begint. Het bestaat uit het binnenste zaadlob, ook wel het endoderm genoemd, en bouwt aanvankelijk een tweelagige structuur op die eindigt met het buitenste zaadlob, het ectoderm. Ten slotte vormt de migratie en verplaatsing van alle cellen de middelste laag, het mesoderm, dat door het proces tussen de andere twee lagen wordt ingeklemd. Deze drie lagen zien eruit als een schijf. De buitenste laag is bevestigd aan een met vloeistof gevuld blaas genaamd de vruchtwaterholte. Op zijn beurt is er een dooierzak aanwezig in het endoderm. Het proces van cotyledonverdeling wordt gastrulatie genoemd. In de middelste laag vormt zich nu een chordaplaat, die eerst als een goot fungeert en dan uitgroeit tot een soort buis. Deze, ook wel de 'chorda dorsalis' genoemd, loopt in de as van de embryo- Aan de zijkant hiervan ligt het endoderm. Boven de 'chorda dorsalis' bevindt zich de prechodale plaat. Over de as gaat het endoderm vooruit en verschuift de as naar het mesoderm. Tegelijkertijd vormt zich een neurale uitstulping op het ectoderm, die zich vervolgens sluit om de neurale buis te vormen. Dit is de fase waarin belangrijke celherschikkingen plaatsvinden tijdens de embryogenese. Verticale en laterale vouwing van de trifoliate cotyledon vindt plaats en een intra-embryonale lichaamsholte, ook bekend als de celomische holte, wordt gevormd, omgeven door mesoderm en ectoderm. Het endoderm sluit zich af met de darmbuis. De nek regio voor de prechodale plaat is het startpunt van de gehele ontwikkeling van het hart en bevindt zich in de cardiogene zone. De oorspronkelijke cellen van het hartanlageen bevinden zich in deze zone en ook de hartbuis wordt hier gevormd. Dit is nog steeds primitief en bevindt zich op de bodem van de buikholte, omringd door het mesoderm, dat later het myocard De hartbuis begint nu te krullen en langwerpig te worden en vormt vanaf de vierde week een lusachtige structuur. Hierdoor ontstaan verschillende ruimtes en de hartlus, die naar links verschuift. In deze toestand lijkt de hartlus al op het latere hart, maar voorlopig bestaan er maar één atrium en één enkele kamer. Door scheiding worden dan vier hartkamers gevormd. Tussen het reeds bestaande atrium en het ventrikel ligt een overgang. Dit wordt het atrioventriculaire kanaal genoemd. De wanden worden dikker en vormen endocardiale kussens die samensmelten om linker en rechter secties te vormen. Ernaast een spier bars verschuivingen, en de opening die nog aanwezig is wordt afgedekt door een kegelvormige uitstulping. Versmeltend met de endocardiale kussens is het 'septum primum' dat uitgroeit tot het vestibulaire septum, dat op zijn beurt groeide uit het primitieve atrium. Nadat de ventrikels zich hebben gedeeld, verdeelt het uitstroomkanaal zich ook. Dit gebeurt via het 'septum aorticopulmonale'. De bloed de stroming die nu door de hartlussen gaat, veroorzaakt daar spiraalvormige drukken en dient zo als een mijlpaal voor het 'septum aorticopulumonale'. Het 'septum primum' wordt vergezeld door een ander 'septum secundum', eveneens worden twee openingen gevormd, die nodig zijn omdat de longen nog niet gevormd zijn en dus de bloed circulatie Beide septa smelten samen en vormen een opening. Het hart is nu volledig aanwezig.
Ziekten en klachten
Het hart pompt gedurende het hele menselijk leven bloed via het organisme. Door het complexe proces van hartontwikkeling kunnen echter misvormingen optreden die op hun beurt verschillende, zelfs gecombineerde, defecten kunnen veroorzaken. Als het hart na verloop van tijd beschadigd of defect raakt, kunnen bepaalde gebieden mogelijk niet volledig genezen. Daarom hopen onderzoekers hartcellen te vervangen die onherstelbaar zijn, wat een alternatief zou zijn voor harttransplantatie bij de behandeling van hartaandoeningen. Een onderzoekslijn probeerde bijvoorbeeld te genereren beenmerg cellen om nieuwe hartspiercellen te vormen, maar was niet succesvol. Net zoals lang werd aangenomen dat de volwassene hersenen kon geen nieuwe hersencellen vormen, wat niet het geval is (zie neurogenese), er was ook een aanname dat het volwassen hart geen nieuwe hartcellen zou kunnen vormen. Ook dit is weerlegd. Dit vermogen neemt echter af met de leeftijd. De ontdekking dat er toch nieuwe hartcellen worden geproduceerd, zij het in steeds kleinere aantallen, heeft een nieuw onderzoeksgebied geopend in de hoop een beschadigd hart van nieuwe cellen te kunnen voorzien. Om dit te doen, proberen onderzoekers te achterhalen waar de nieuw gevormde hartcellen vandaan komen en hoe deze vorming in het gezonde organisme kan worden gecontroleerd. Als in de hersenen, wordt aangenomen dat er hartstamcellen kunnen zijn die nieuwe cellen kunnen vormen. Onderzoekers proberen het groeien deze in het laboratorium. Op deze manier kunnen embryonale stamcellen worden omgezet in hartcellen. Bij de huidige stand van het onderzoek wijst het lichaam de cellen echter nog steeds af wanneer ze opnieuw worden geïmplanteerd.
