PECULIARITIES OF THE ANATOMICAL STRUCTURE OF THE HUMAN HEART IN THE INTERMEDIATE FETAL PERIOD OF THE ONTOGENESIS

Full Text

Современное развитие неонатологии и критерии живорождения, применяемые в Российской Федерации, позволяют рассматривать глубоко недоношенных новорожденных с экстремально низкой массой тела как особенных пациентов. В последнее десятилетие активно развивается фетальная хирургия, показания к которой четко определены. Выполнение лечебно-диагностических манипуляций у плода и глубоко недоношенных новорожденных требует особенно тщательного обоснования. В связи с этим ценность детальных сведений об анатомии плода, в том числе о строении сердца человека и его структур на разных этапах пренатального онтогенеза, значительно выросла [18]. В настоящее время накоплен большой объем знаний по нормальной анатомии сердца новорожденных, детей, людей зрелого возраста [1, 2, 6, 19]. Значительное число работ по фетальной анатомии посвящены изучению особенностей строения сердца при различных патологических состояниях плода и пороках его развития [10-12]. Для изучения анатомии развивающегося плода широко используются ультразвуковое сканирование и магнитно-резонансная томография [9, 13, 15, 16]. Однако возможности современной ультразвуковой диагностики ограничиваются недостаточной визуализацией органов и тканей [20], что дает возможность оценить в целом развитие сердца человека в пренатальном периоде развития, но не позволяет детально изучить его строение. Единичны работы, в которых приводятся данные изучения анатомии сердца на секционном фетальном материале и в норме [2, 8]. В связи с этим современная клиническая практика испытывает дефицит в детальных количественных сведениях о строении сердца плода в норме, полученных на основе изучения секционного, а не прижизненного материала. Цель настоящего исследования - получение новых количественных данных о строении сердца человека в промежуточном плодном периоде онтогенеза на основе изучения секционного фетального материала. В задачи исследования входило изучение на секционном материале морфометрических характеристик сердца плода человека на 16-22-й неделях развития, включая количественные параметры камер сердца, его перегородок, клапанов и проводящей системы. Материал и методы. Материал исследования составили торсы 250 плодов человека обоего пола со сроком гестации 16-22 нед. Сбор материала осуществляли в патологоанатомических отделениях г. Оренбурга и Оренбургской области в соответствии с действующими законодательными актами Российской Федерации [4, 5]. Возраст плодов определяли по теменно-пяточному и теменно-копчиковому размерам (Б. Пэттен, 1959), а также с учетом акушерского анамнеза. С учетом действующей Terminologia Embryologica [17] рассматриваемый в исследовании возраст плодов относили к промежуточному плодному периоду онтогенеза (ПППО). Исследование одобрено ЛЭК ОрГМА (протокол № 7 от 01.04.2013 г.). Исходя из поставленных задач исследования, все плоды группировали по следующим возрастным группам: 16-17, 18-19, 20-21, 22 нед. Для обработки материала использовали комплекс методик, включающий макромикроскопическое препарирование и морфометрию. Распилы по Н. И. Пирогову и изготовление гистотопограмм выполняли в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Фотографирование препаратов производили цифровым фотоаппаратом «Panasonic-Lumix DMC-TZ3». Для изучения материала гистотопографическим методом распилы выполняли на микротоме в горизонтальной, сагиттальной и фронтальных плоскостях. Горизонтальные срезы проводили на уровне каждого позвонка от до LII. Сагиттальные секции осуществляли путем рассечения всего торса по срединной линии, а также по грудинной, окологрудинной, среднеключичной и передней подмышечной линиям справа и слева. Во фронтальной плоскости распилы полного торса проводили по среднеключичным, передним, средним и задним подмышечным линиям. Средний шаг среза составил 3-6 мм в зависимости от возраста плода и плоскости среза. Часть срезов после обезжиривания в спиртах нарастающей концентрации заливали в целлоидин и готовили серийные гистотопограммы с шагом 1 мм, которые обрабатывали в соответствии с методикой Ван-Гизона. Морфометрию выполняли с помощью окулярного микрометра с ценой деления 0,001 (ISO 9002 DIN 862). Для изучения срезов по Н. И. Пирогову и гистотопограмм применяли микроскоп МБС и автоматизированный компьютерный комплекс «Motic Images Plus Mac 5x». Морфометрию выполняли на изолированных макропрепаратах сердца, при этом за длину органа принимали его максимальный размер по продольной оси, за ширину - поперечник, измеренный по венечной борозде. Длину и ширину камер сердца измеряли на четырехкамерном срезе в горизонтальной плоскости как максимальный размер каждого параметра, уточнение некоторых параметров проводили на сагиттальных и фронтальных срезах. При изучении клапанов сердца за ширину заслонок принимали расстояние между двумя их крайними точками (комиссурами клапана), а за ширину синусов - расстояние между этими же точками, но по стенке клапана. Высоту заслонок определяли в их средней части от основания до свободного края, а высоту синусов - от фиброзного кольца клапана до вала, расположенного над синусом. В трехстворчатом и митральном клапанах изучали длину, ширину и площади их створок, длину и толщину сосочковых мышц, длину сухожильных хорд. Площадь створок митрального и трехстворчатого клапанов, заслонок полулунных клапанов, а также внутреннего просвета клапанов аорты и легочного ствола рассчитывали по программе Calculating area 1.8. Площадь внутреннего просвета предсердно-желудочковых отверстий определяли по формуле S=πr2, где r - радиус отверстия. Полученные морфометрические данные подвергали статистической обработке в среде Windows XP с использованием пакета прикладных программ Microsoft Office и Statistica 6.0. Количественные данные анализировали с применением параметрических методов статистики согласно рекомендациям [3, 7], затем вычисляли их среднюю величину, стандартную ошибку средней, среднеквадратическое отклонение, минимальное и максимальное значения. Для оценки изменений морфометрических показателей от 16-йк 22-й неделе развития рассчитывали прирост средней величины показателя (%). Значимость полученных различий между средними величинами определяли при помощи t-критерия Стьюдента при P≥95%. Результаты исследования. На 16-22-й неделях развития сердце как орган, уже сформировано и находится в полости перикарда. Отчетливо определяются основание и верхушка сердца, оба желудочка, правое и левое ушки, оба предсердия, а также основные борозды сердца, его венечные артерии, выходящие и входящие сосуды (рис. 1). От 16-17 нед к 22-й неделе сердце нарастает в длину от 15,8±2,9 до 25 мм, а также в ширину от 13±3 до 15±3 мм. За этот период прирост длины составляет 57%, прирост ширины - 14%. Камеры сердца на протяжении 16-22 нед развития растут неравномерно и разнонаправленно. Правое предсердие сердца плода сформировано конечными отделами полых вен, в его полости отчетливо выражена заслонка нижней полой вены. Левое предсердие в отличие от правого имеет хорошо развитую полость (рис. 2). Размеры обоих предсердий не различаются: длина правого предсердия в 16-17 нед составила 5,5±1,1 мм, в 22 нед - 7,0±1,4 мм, левого предсердия - 5,5±1,6 и 7,0±1,3 мм соответственно. Ширина правого предсердия за тот же срок увеличилась с 5,9±0,9 до 10,1±1,6 мм, а левого предсердия - от 5,6±1,4 до 10,8±1,6 мм. Нарастание предсердий происходит преимущественно за счет увеличения их ширины: ее прирост в левом предсердии составил 91%, в правом - 72%. Длина предсердий увеличивалась в меньшей степени: слева прирост составил 26%, справа - 28%. При этом прирост толщины стенки левого предсердия составил 23%, правого предсердия - 2%. Ушки сердца плода растут более интенсивно, чем предсердия. От 16-17 нед к 22-й неделе длина левого ушка сердца увеличивается от 6,7±1,1 до 11,1±2,0 мм, правого - от 3,8±0,4 до 6,5±1,1 мм. Прирост длины левого ушка составляет 65%, правого - 71%. При этом ширина левого ушка увеличивается на 28%, а правого - на 31% Во всех возрастных группах левое ушко длиннее правого, а правое ушко шире левого (Р<0,05) при практически одинаковой толщине стенок обоих ушек. У желудочков сердца отчетливо сформированы все поверхности, борозды, вырезка на верхушке сердца. От 16-17 нед к 22-й неделе длина левого желудочка увеличивается от 10,6±2,2 до 16,8±1,1 мм, ширина - от 6,1±1,6 до 8,2±1,2 мм, толщина стенки - от 1,8±0,4 до 3,0±0,5 мм. Прирост длины левого желудочка сердца плода составляет 58%, ширины - 35%, толщины стенки - 68%. Видно, что все параметры левого желудочка сердца по мере роста плода увеличиваются. За тот же возрастной промежуток длина правого желудочка увеличивается от 9,6±1,3 до 13,1±0,9 мм, ширина - от 6,3±1,4 до 8,3±1,4 мм, толщина стенки - от 1,64±0,20 до 3,0±0,5 мм. Прирост длины правого желудочка сердца составляет 37%, ширины - 32%, толщины стенки - 85%. На этапе ПППО полулунные и створчатые клапаны сердца плода полностью сформированы (рис. 3). На 16-й неделе в полулунных клапанах четко дифференцируются фиброзные кольца, полулунные заслонки и синусы. Отмечается выраженное расширение начального отдела клапана легочного ствола и незавершенность формирования луковицы аорты. От 16-17 нед к 22-й неделе длина окружности фиброзного кольца клапана легочного ствола увеличивается от 7,71±0,21 до 11,58±0,24 мм, клапана аорты - от 6,6±0,3 до 10,85±0,23 мм. Высота синусов клапана легочного ствола и аорты практически в 1,3 раза превосходила высоту заслонок, а ширина полулунных заслонок в 1,2 раза превосходила ширину синусов. Прирост высоты и ширины синусов и полулунных заслонок обоих клапанов составлял от 37 до 40,1%. В местах прикрепления заслонок клапанов аорты и легочного ствола образуется существенное утолщение стенки сосуда, что придает просвету сосуда в зоне клапана форму трилистника. На свободном крае заслонок отчетливо дифференцируются узелки. На этапе ПППО предсердно-желудочковые клапаны также характеризуются наличием всех основных структур. Предсердно-желудочковые отверстия имеют округлую форму. Обращает на себя внимание вариабельность сосочковых мышц, касающаяся их количества и местоположения. В левом желудочке в 72% случаев передняя сосочковая мышца была одна, в 28% спереди определяются 2 сосочковые мышцы - переднелатеральная и заднемедиальная. Среди задних сосочковых мышц в 36% случаев встречаются единичные мышцы, в 74% - множественные. Среди множественных задних сосочковых мышц в 59% случаев их число доходит до 4. В правом желудочке всегда наблюдается только одна передняя сосочковая мышца, а среди задних встречаются в 46% случаев единичные и в 54% случаев - множественные (чаще до 3 мышц). В 60% случаев определяется перегородочная мышца. В проводящей системе сердца плода предсердно-желудочковые узел и пучок, правая и левая ножки пучка сформированы и имеют четкую локализацию и строение. При квадратной форме синусной части правой стороны межжелудочковой перегородки предсердно-желудочковый пучок имеет наименьшую длину, а при прямоугольной форме перегородки - наибольшую. Данные случаи представляют собой крайние варианты соотношения формы межжелудочковой перегородки и архитектоники предсердно-желудочкового отдела проводящей системы сердца, но наиболее часто встречающимися являются промежуточные варианты анатомического строения. Обсуждение полученных данных. Анализ результатов работы позволил установить, что наиболее динамично из всех камер сердца у плодов в 16-22 нед развиваются желудочки сердца. Одной из характерных особенностей строения сердца плодов 16-22 нед, выявленной в ходе исследования, является одинаковая толщина стенки правого и левого желудочков. Еще одна особенность - это активно растущие ушки, количественные характеристики которых сопоставимы с показателями предсердий, а некоторые размеры ушек даже больше, чем у предсердий, что согласуется с данными других исследователей [4, 5]. Подводя итог изучению особенностей строения сердца в ПППО, следует отметить достаточную сформированность его клапанов как анатомических образований, равномерный характер их роста, взаимосвязь ряда количественных параметров клапанного аппарата с формой сердца. К особенностям строения предсердно-желудочковых клапанов можно отнести отсутствие гребней в их створках. Интерес представляют также недоразвитие луковицы аорты, сужение просвета аорты и легочного ствола в зоне прикрепления заслонок до 25%, расширение легочного ствола в области клапана до 30% диаметра. Можно с уверенность отметить, что варианты анатомического соответствия проводящей системы сердца формируются уже во внутриутробном возрасте. Предсердно-желудочковый пучок и синусная часть межжелудочковой перегородки составляют корреляционную пару, как и на последующих этапах развития [2]. Результаты работы являются морфологической основой для правильной интерпретации результатов ультразвукового обследования плода во втором скрининге, при его МРТ-исследовании. Полученные данные целесообразно использовать при выборе оптимального доступа и объема вмешательств у плода при врожденных стенозах аортального клапана, пороках его камер. Выявленные особенности анатомии сердца, его камер и клапанов, элементов проводящей системы послужат основой для прогнозирования и диагностики возможных пороков развития плода.

About the authors

D. N. Lyashchenko

Orenburg State Medical University

Email: lyaschenkod@mail.ru
Department of Human Anatomy

L. M. Zheleznov

Orenburg State Medical University

Email: lmz-a@mail.ru
Department of Human Anatomy

E. N. Galeyeva

Orenburg State Medical University

Email: galeewa.elwira@yandex.ru
Department of Human Anatomy

G. A. Spirina

Ural State Medical University

Email: profspirina@yandex.ru
Department of Human Anatomy

L. O. Shalikova

Orenburg State Medical University

Email: l.o.shalikova@yandex.ru
Department of Human Anatomy

References

Supplementary files