Entwicklung des Herzens

Die Entwicklung des Herzens beginnt außerhalb des Embryos mit der Entstehung von Blutinseln, die in ihrer Oberfläche vom Endothelium umschlossen werden und im Inneren eine Vorstufe der Blutzellen beherbergen. Diese Blutinseln bilden Sprossungen, die vom Endothel   umschlossen sind. Sie bilden Prolongationen, die schnell auf Nachbarblutinseln zusteuern, um mit diesen zu verschmelzen. Es wird ein kompliziertes Netzwerk von Blutgefäßen produziert. Die ersten Gefäße werden auf dem Dottersack gebildet, auch aus Chorion   und Allantois   wird ein Geflecht hervorgehen, das den Embryo   mit der Plazenta   verbinden. Von außen schiebt sich dieses über den Dotterstiel in den Embryo vor und bildet schließlich die Nabelgefäße (Omphalomesenterialgefäße).

Graphische Darstellung der Herzwanderung während der Abfaltung

Im Inneren des Embryos bilden sich Blutinseln aus dem viszeralen Blatt des Mesoderms. Ihr Verhalten ähnelt den Blutinseln im Außenbereich des Embryos. Durch Sprossungen formen sich in beiden Seiten des Embryos symmetrische Gefäße in Richtung des Kopfes. Nach dem Schluss des Neuralrohres und der Ausbildung   der cephalischen   Blase wird ein Bereich zwischen Amnios   und Dottersack aus angiogenen Zellen gebildet. Durch Abbeugung der cephalischen Blase wölbt sich der Bereich mit den angiogenen Zellen um 180 Grad, der sich unterhalb des Kopfes vor dem Brustbereich des Embryos befindet. Während der Faltung wird die buccopharyngealen   Membran   des Vorderdarmes ausgebildet. Während der Abfaltung des Embryos werden gleichzeitig die kardiogene Platte und die Pericardialhöhle ausgebildet. Die zarte Außenschicht bildet den Herzbeutel mit zwei parallel zueinander gelegenen Blutgefäßen.


Diese endothelien Herzröhren nähern sich an und verschmelzen zum primitiven Herzen, das nun ein ganzes Leben lang schlägt. Das Herz ist somit das erste Organ des Embryos, das seine Funktion frühzeitig manifestiert.
In seiner weiteren Entwicklung bildet sich um den Herzschlauch ein sich verdickender Myoepicardmantel, der zunächst aus einer gallertartigen Masse besteht, sich aber später zu dem eigentlichen Herzmuskel ausbildet. Es folgt die charakteristische Abkrümmung des Herzrohres mit Bildung der S-förmigen Herzschleife. Diese leitet den Ursprung für die verschiedenen Abschnitte des Herzens ein.

Grafik der Drehung des embryonalen Herzens zur Bildung der Kammern


Nach der Fusion der parallelen Urgefäße beginnt das zukünftige Herz mit der Rotation und mit Ausbildung der Herzkammern. Die Aurikel   erreichen dabei ihre finale Position innerhalb des Herzbeutels (Pericardium  ).

Grafik zur Ausbildung der Herzkammern

Die gebildeten Abschnitte sind von oben nach unten wie folgt: Der Truncus arteriosus   (Arterienstamm) 7: Bulbus cordis  , 6: Ventrikel   (Herzkammer), 5: Aurikel (Vorhof  ) 2 und Sinus venosus 1 mit den einmündenden Venen  . Durch die Ausbildung des Septums wird die Herzschleife in das linke vom rechten Herz abgetrennt. Das Septum   entsteht durch die Einkerbung im Sulcus interventricularis, 8, und wächst von der Herzspitze zwischen dem embryonalen Ventrikel und dem unteren Abschnitt des Bulbus cordis in Richtung auf das Endokardkissen. Die subendokardiale Verdickung des Endokardkissens (Mesenchymwucherung) wächst auf die von den Ventrikeln gebildete Bulboventrikulärfalte zu, um mit ihr zu verschmelzen. Der Vorhof bildet von der oberen Wand das halbmondförmige Septum primum  . Vom unteren Bereich wächst das Septum secundum   zwischen dem mittleren Abschnitt des Vorhofes. Es bleibt offen bis zum Zeitpunkt der Geburt  . So fließt im Embryo über das Ostium   primum und secundum das Blut im fetalen Herz hin und her über das Foramen ovale  . Die Aurikelhälften wachsen um den oberen Anteil des Bulbus cordis aufeinander zu, um die Herzohren zu bilden.
Das Herz besteht jetzt aus vier Kammern, links und rechts befinden sich jeweils ein Vorhof und eine Herzkammer. Kommt es zum unvollständigen Schluss dieser Herzscheidewand, bleibt ein Loch zurück, das später für die Vermischung von  arteriellem mit venösem Blut verantwortlich ist und die Herzleistung erheblich einschränkt.

 

Nach der Fusion des Septums werden die Herzklappen zwischen Atrium   und Herzkammer aus dicken Wülsten von der Herzwand gebildet. Im Verlauf der Entwicklung werden diese Gebilde ausgehöhlt, um sich zu dünnen, feinen Segelklappen auszubilden. Die Taschenklappen der Aorta   und Pulmonalarterie   werden an der Grenze zum Bulbus cordis und truncus arteriosus gebildet.
Auf diese Weise hat das Herz zwei synchron arbeitende Pumpen (rechtes und linkes Herz), die vom Herzbeutel umschlossen sind. Das rechte Herz pumpt Blut durch den kleinen Kreislauf in die Lunge, das linke Herz versorgt den großen Kreislauf und somit den Körper mit Blut. Die feinsten Adern (Kapillargefäße) sind für den Stoffaustausch verantwortlich und können die Organe mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen. Kohlendioxid wird über die Lunge abgeatmet. Die Abfallprodukte aus dem Stoffwechsel   werden über Leber und Nieren entsorgt.

 

Mikrofotografie des Herzens beim Schwein

Herz Schweineembryo, 7 mm. Durch Verdrehungen werden die Herzkammern gebildet.

 

Mikrofotografie des Herzens beim Schwein

Herz Schweineembryo, 15 mm. Herzkammern der Ventrikel sind schon gut ausgebildet.


Zum Zeitpunkt der Geburt und Abtrennung des Fetus   von der mütterlichen Blutversorgung sinkt der Blutdruck in der unteren Körpervene und im rechten Vorhof des Fetus drastisch ab. Durch Auswurf der Amnionflüssigkeit aus den Lungen kommt es zur Belüftung mit Sauerstoff und der Widerstand in den Lungengefäßen minimiert sich stark. Nun steigt der Blutdruck in dem linken Vorhof an und drückt das Septum primum gegen das Septum secundum, wodurch das Voramen ovale   verschlossen wird. Durch Zellensprossung in das Septum der Vorhöfe wird die Wand nach der Geburt verstärkt. Andere Strukturen, die während der embryonalen Entwicklung offenstanden, werden zu diesem Zeitpunkt verschlossen, wenn dies nicht stattfindet, können schwere Funktionsstörungen des Herzens auftreten und den Tod des Welpen verursachen.

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