消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的發(fā)生

1、第23章 消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的發(fā)生,Development of Digestive and Respiratory Systems,概述,人胚第3～4周，胚盤向腹側(cè)卷折，內(nèi)胚層被卷入胚體內(nèi)，形成一條頭尾走向的封閉管道，稱原始消化管或原腸。其頭端起自口咽膜，尾端止于泄殖腔膜，它們分別于第4周和第8周破裂，原始消化管遂與外界相通。從頭端至尾端，原始消化管依次分為前腸、中腸和后腸。中腸的腹側(cè)與卵黃管相通（圖23-1）。前腸將分化為部分口腔

2、底、舌、咽至十二指腸乳頭之間的消化管、肝、膽囊、膽管、胰腺、喉及其以下的呼吸道、肺、胸腺、甲狀腺和甲狀旁腺等器官。中腸將分化為自十二指腸乳頭至橫結(jié)腸右2/3之間的消化管。后腸將分化為自橫結(jié)腸左1/3至肛管上段的消化管以及膀胱和尿道的大部。消化管與呼吸道的上皮及腺的實質(zhì)大多來自原始消化管的內(nèi)胚層，而結(jié)締組織和肌組織則來自臟壁中胚層。,一、消化系統(tǒng)的發(fā)生（一）前腸的演變,1.食管的發(fā)生 食管由呼吸憩室至胃之間的一段前腸分化而來。第5

3、周時食管還很短，后來，隨著頸的出現(xiàn)和心、肺的下降而迅速增長。食管上皮最初為單層，后來變?yōu)閺?fù)層。上皮周圍的間充質(zhì)分化為食管壁的結(jié)締組織和肌組織。,2. 胃的發(fā)生,胃原基出現(xiàn)于第4周，是前腸尾段形成的梭形膨大，恰位于原始橫隔的下方，以腹、背系膜與體壁相連。第5周時，其背側(cè)壁生長迅速，形成胃大彎；腹側(cè)壁生長緩慢，形成胃小彎。第7～8周時，胃大彎頭端向上膨出，形成胃底。由于胃背系膜生長迅速以形成突向左側(cè)的網(wǎng)膜囊，致使胃沿頭尾軸順時針方向旋轉(zhuǎn)90

4、°，即胃大彎由背側(cè)轉(zhuǎn)至左側(cè)，胃小彎由腹側(cè)轉(zhuǎn)至右側(cè)。胃的頭端因肝的增大而被推向左側(cè)，胃的尾端則因十二指腸緊貼于腹后壁而被固定。這樣，胃即由原來的垂直方位變成了由左上至右下的斜行方位（圖23-2）。,3.十二指腸的發(fā)生,十二指腸由前腸尾段和中腸頭段共同形成，兩段的交界點即肝憩室（hepatic diverticulum）的發(fā)生處。伴隨著胃的旋轉(zhuǎn)，十二指腸先形成一個突向腹側(cè)的“C”形腸袢，爾后轉(zhuǎn)向右側(cè)（圖23-4）。由于十二指腸自身

5、的旋轉(zhuǎn)和胰頭的迅速生長，使十二指腸由腹腔正中轉(zhuǎn)到腹腔右側(cè)。后來，由于十二指背系膜的消失，使十二指腸大部固定于腹膜后位。,4.肝和膽囊的發(fā)生,第4周初，前腸末端腹側(cè)壁內(nèi)胚層上皮增生，形成一囊狀突起，稱肝憩室或肝芽，是肝和膽囊的原基。肝憩室迅速增大，很快長入心臟與卵黃蒂之間的間充質(zhì)即原始橫隔內(nèi)。肝憩室末端膨大，很快即分為頭、尾兩支（圖23-3）。頭支較大，為肝原基。肝憩室尾支較小，又稱膽囊憩室，發(fā)育為膽囊和膽囊管。肝憩室根部則發(fā)育為膽總管。

6、最初，膽總管開口于十二指腸的腹側(cè)壁。以后，因十二指腸右側(cè)壁發(fā)育快于左側(cè)壁以及十二指腸的轉(zhuǎn)位，膽總管的開口逐漸移至十二指腸的背內(nèi)側(cè)（圖23-3）。,5. 胰腺的發(fā)生（1）,第4周末，前腸尾端內(nèi)胚層細(xì)胞增生，形成兩個憩室。先出現(xiàn)的一個位于背側(cè)，位置稍高，與腹側(cè)的肝憩室相對，稱背胰芽。晚出現(xiàn)的一個位于腹側(cè)，緊靠肝憩室的尾側(cè)緣，體積略小，稱腹胰芽（圖23-3）。背、腹胰芽的上皮細(xì)胞增生，形成細(xì)胞索。這些細(xì)胞索反復(fù)分支，其末端形成腺泡，與腺泡相連

7、的各級分支形成各級導(dǎo)管。于是，背、腹胰芽分化成了背胰和腹胰，它們各有一條貫穿腺體全長的總導(dǎo)管，分別稱背胰管和腹胰管。第5周，當(dāng)肝憩室基部伸長，形成膽總管時，腹胰管便成了膽總管上的一個分支（圖23-3）。,5. 胰腺的發(fā)生（2）,由于胃和十二指腸方位的變化和腸壁的不均等生長，腹胰經(jīng)右側(cè)轉(zhuǎn)向背側(cè)并與背胰融合，形成一個胰腺。腹胰形成胰頭的下份和鉤突（uncinate process），背胰形成胰頭上份、胰體和胰尾。腹胰管與背胰管遠(yuǎn)側(cè)段溝通，形

8、成主胰導(dǎo)管（main pancreatic duct），與膽總管匯合后，共同開口于十二指腸乳頭。背胰管的近側(cè)段大多退化消失，在少數(shù)個體形成副胰管，開口于十二指腸副乳頭（圖23-3）。第3個月時，部分細(xì)胞脫離上皮細(xì)胞索，形成腺泡間的細(xì)胞團。這些細(xì)胞團后來分化為胰島并于第5個月開始行使內(nèi)分泌功能。,（二）中腸的演變,1. 4～5周發(fā)育第4周時，由于卵黃囊變窄，使中腸變?yōu)橐粭l與胚體長軸平行的直管，借背系膜連于背側(cè)體壁。第5周時，由于中腸

9、增長速°比胚體快，致使十二指腸以下的一段中腸向腹側(cè)彎曲，形成一矢狀位的“U”形腸袢，稱中腸袢（midgut loop）或原始腸袢（primary intestinal loop）。中腸袢頂部與卵黃蒂相連并以此為界分為頭、尾兩支，分別稱中腸袢頭支(cephalic limb)和尾支(caudal limb)（圖23-4A），腸系膜上動脈行于中腸袢背系膜的中軸部位。,2. 6～8周發(fā)育,第6周時，中腸袢生長迅速，加之肝和中腎的增大

10、，腹腔容積相對變小，迫使中腸袢突入臍帶中的胚外體腔即臍腔（umbilical coelom）內(nèi)，形成生理性臍疝（physiological umbilical herniation）（圖25-4B）。第6～8周，中腸袢在臍腔內(nèi)繼續(xù)增長，同時以腸系膜上動脈為軸，逆時針方向（由胚胎腹側(cè)觀）旋轉(zhuǎn)90°，致使中腸袢由矢狀位轉(zhuǎn)為水平位，即頭支轉(zhuǎn)至右側(cè)，尾支轉(zhuǎn)至左側(cè)（圖23-4B）。這時，尾支出現(xiàn)一囊狀突起，稱盲腸芽（caecal bud

11、），是盲腸和闌尾的原基。,3. 10周后的發(fā)育,第10周時，中腸袢開始從臍腔退回腹腔，臍腔隨之閉鎖。中腸袢在退回腹腔時，頭支在前，尾支在后，同時，逆時針方向再旋轉(zhuǎn)180°，使頭支轉(zhuǎn)至左側(cè)，尾支轉(zhuǎn)至右側(cè)（圖23-4C）。頭支生長快，形成空腸和回腸的大部。尾支變化較小，盲腸芽以前的部分形成回腸尾段，盲腸芽以后的部分形成橫結(jié)腸的右2/3。盲腸芽的近段形成盲腸，遠(yuǎn)段則形成闌尾。退回腹腔初期，空腸和回腸位居腹腔中部；盲腸和闌尾位置較高，

12、位居肝右葉下方；橫結(jié)腸則位居上腹部，橫過十二指腸腹側(cè)（圖23-4C）。后來，盲腸和闌尾降至右髂窩，升結(jié)腸遂形成（圖23-4D）。,（三）后腸的演變,當(dāng)中腸袢退回到腹腔時，后腸的大部被推向左側(cè)，形成橫結(jié)腸的左1/3、降結(jié)腸和乙狀結(jié)腸（圖23-4D）。后腸的末段膨大，稱泄殖腔，其腹側(cè)與尿囊相連，末端以泄殖腔膜封閉。第6～7周，尿囊與后腸之間的間充質(zhì)增生，由頭側(cè)向尾側(cè)，由兩側(cè)向中線生長，形成一突入泄殖腔的鐮狀隔膜，稱尿直腸隔。當(dāng)尿直腸隔與泄殖

13、腔膜接觸后，泄殖腔即被分為腹、背兩份。腹側(cè)份稱尿生殖竇，主要發(fā)育為膀胱和尿道。背側(cè)份稱肛直腸管，發(fā)育為直腸和肛管上段。泄殖腔膜被分為腹側(cè)的尿生殖膜和背側(cè)的肛膜，尿直腸隔的尾側(cè)端則形成會陰體（圖23-5）。肛膜外方為一淺凹，稱肛凹或原肛。肛膜第8周破裂，肛凹加深并演變?yōu)楦毓艿南露?。肛管上段的上皮來自?nèi)胚層，下段的上皮來自外胚層，兩者的分界線為齒狀線。,（四）消化系統(tǒng)的常見畸形,1.消化管閉鎖、狹窄和重復(fù)畸形 第6周時，消化管上皮細(xì)胞

14、過°增生，致使管腔完全閉塞。后來，過°增生的細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞死亡，使閉塞的管腔內(nèi)出現(xiàn)許多小腔。至第8周，這些小腔相互融合，才使管腔重新出現(xiàn)（圖23-6）。若上述管腔重建過程受阻，致使某一段消化管管腔過細(xì)，即稱為消化管狹窄（圖23-6）；若完全無管腔，則稱為消化管閉鎖；若管腔內(nèi)留有一縱行隔膜，將某一段消化管分為并列的兩份，則稱為消化管重復(fù)畸形（圖23-6）。盡管上述畸形可發(fā)生于消化管任何部分，但閉鎖和狹窄多見于食管和

15、十二指腸，而重復(fù)畸形則多見于小腸，尤其是回腸。,2.先天性幽門狹窄,先天性幽門狹窄（congenital pyloric stenosis） 是一種最為常見的先天性消化管畸形，是因為胃幽門部環(huán)行平滑肌過°肥厚并突向管腔所致。患兒主要癥狀為進食后出現(xiàn)的嚴(yán)重嘔吐。,3.先天性臍疝,胎兒出生時，腸管從臍部膨出，稱先天性臍疝（congenital umbilical hernia）。是因腸袢未從臍腔退回腹腔或腸袢雖曾退回腹腔，但由于臍

16、腔未閉鎖使腸管再次突入其中所致（圖23-7A）。,4.卵黃蒂相關(guān)畸形,如果卵黃蒂全長均未閉鎖，則回腸與臍之間會保留一瘺管，稱臍瘺，或卵黃蒂瘺（圖23-7B）。出生后，糞便可通過該瘺管從臍溢出。如果卵黃蒂遠(yuǎn)段已閉鎖，但基部保留一段盲囊連于回腸，則稱為梅克爾憩室（Meckel’s diverticulum）或回腸憩室。有些憩室的游離端還保留有纖維索與臍相連（圖23-7C）。如果卵黃蒂僅遠(yuǎn)段沒有閉鎖，就會殘留一個與臍相連的凹陷，稱卵黃蒂竇。出

17、生后，竇內(nèi)常有黏性分泌物并從臍溢出。如果卵黃蒂僅中段沒有閉鎖，就會殘留一個兩端分別以纖維索連于臍和回腸的囊泡，稱卵黃蒂囊腫或小腸囊瘤（圖23-7D）。如果卵黃蒂雖已完全閉鎖，但未消失，就會在臍與回腸間殘留一纖維索，稱卵黃蒂韌帶，常會引致腸扭轉(zhuǎn)。,5.先天性巨結(jié)腸,先天性巨結(jié)腸（congenital megacolon）多見于乙狀結(jié)腸。因神經(jīng)嵴細(xì)胞未能遷移至受損段腸壁內(nèi)，使腸壁內(nèi)副交感神經(jīng)節(jié)細(xì)胞缺如所致。由于受損段結(jié)腸處于不能蠕動的麻痹狀

18、態(tài)，致使近段結(jié)腸內(nèi)糞便淤積，久之造成腸壁極°擴張而成為巨結(jié)腸。,6.肛門閉鎖和直腸閉鎖,肛管與外界不通稱肛門閉鎖（imperforate anus），因肛膜未破或肛凹未形成所致。尿直腸隔向背側(cè)的偏移可導(dǎo)致直腸閉鎖并常伴有各種直腸瘺，如直腸膀胱瘺（rectocystic fistula）、直腸尿道瘺(rectourethral fistula)、直腸陰道瘺(rectovaginal fistula) 及直腸會陰瘺(rectope

19、rineal fistula)（圖23-8）。,7.中腸袢旋轉(zhuǎn)異常,中腸袢從臍腔退回腹腔時，應(yīng)逆時針方向旋轉(zhuǎn)180°。如果該旋轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)異常，就會形成各種各樣的消化管異位。例如，中腸袢從臍腔退回腹腔時根本不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，結(jié)果中腸袢頭支位居腹腔右側(cè)，而尾支位居腹腔左側(cè)（圖23-9A）。這種畸形稱中腸不轉(zhuǎn)位或根據(jù)結(jié)腸的位置稱為左位結(jié)腸。若中腸袢退回腹腔時不是逆時針方向，而是順時針方向旋轉(zhuǎn)180°，結(jié)果中腸和后腸的空間關(guān)系雖正

20、常，但十二指腸和橫結(jié)腸的關(guān)系卻出現(xiàn)差錯，即十二指腸位居橫結(jié)腸的腹側(cè)（圖23-9B）。這種畸形稱中腸反向轉(zhuǎn)位。,8.膽管閉鎖,肝內(nèi)和肝外膽管在發(fā)生過程中也有一個管腔暫時閉塞，爾后再重新管腔化的過程。如果其管腔重建過程受阻，就可能出現(xiàn)肝內(nèi)或肝外膽管閉鎖（intra- or extra-hepatic biliary atresia），從而導(dǎo)致先天性新生兒阻塞性黃疸。,9. 環(huán)狀胰,腹胰芽有時分為左、右兩個葉。如果兩個葉分別沿左、右不同的方向

21、繞到十二指腸背側(cè)，與背胰融合，就會形成一個環(huán)繞十二指腸的胰腺，稱環(huán)狀胰（annular pancreas）（圖23-10）。環(huán)狀胰大多無癥狀，但有時會壓迫十二指腸和膽總管，甚至造成十二指腸梗阻。,二、呼吸系統(tǒng)的發(fā)生 （一）喉、氣管和肺的發(fā)生(1),第4周初，原始咽底壁正中，鰓下隆起（hypobranchial eminence）的尾側(cè)，由前腸向腹側(cè)形成一個囊狀突起，稱呼吸憩室（respiratory diverticulum）（圖23

22、-1,圖23-11），是喉、氣管、支氣管和肺的原基。呼吸憩室位于食管的腹側(cè)，兩者間的間充質(zhì)隔稱氣管食管隔（tracheoesophageal septum），由左、右氣管食管嵴（tracheoesophageal ridge）融合而成。,（一）喉、氣管和肺的發(fā)生(2),呼吸憩室開口于咽的部分發(fā)育為喉，其余部分發(fā)育為氣管。第4周末，呼吸憩室末端膨大并分為左、右兩支，稱肺芽（lung bud）（圖23-11），是支氣管和肺的原基。至第5周，

23、左、右肺芽分別分為兩支和3支，將分別形成左、右肺的肺葉支氣管。至第2個月末，肺葉支氣管分支形成肺段支氣管，左肺8～9支，右肺10支（圖23-12）。第6個月末，支氣管分支已達17級，出現(xiàn)終末性細(xì)支氣管、呼吸性細(xì)支氣管和少量肺泡。至第7個月，肺泡數(shù)量增多。肺泡上皮除I型細(xì)胞外，還出現(xiàn)了可分泌表面活性物質(zhì)（surfactant）的II型細(xì)胞。,（二）呼吸系統(tǒng)的常見畸形,1.喉氣管狹窄或閉鎖和消化管發(fā)生過程類似，喉和氣管在發(fā)生過程中也有一個管

24、腔暫時閉塞，爾后再重新管腔化的過程。如果其管腔重建過程受阻，就可能出現(xiàn)喉、氣管的狹窄（stenosis）或閉鎖（atresia）。,1.氣管食管瘺,在呼吸憩室發(fā)育過程中，如果氣管食管隔發(fā)育不良，致使氣管與食管分隔不完全，兩者間有瘺管相連，稱氣管食管瘺（tracheoesophageal fistula）。氣管食管瘺常伴有食管閉鎖（esophageal atresia），其原因尚不清楚（圖23-13）。,2.透明膜病,由于肺泡II型細(xì)胞分

25、化不良，不能產(chǎn)生足夠的表面活性物質(zhì)，致使肺泡表面張力增大。胎兒出生后，因肺泡不能隨呼吸運動擴張而出現(xiàn)呼吸困難，故稱新生兒呼吸窘迫綜合征（respiratory distress syndrome of newborn）。顯微鏡檢查顯示肺泡萎縮、間質(zhì)水腫，肺泡上皮表面覆蓋一層透明狀血漿蛋白膜，故又稱透明膜病（hyaline membrane disease）。該病多見于早產(chǎn)兒，尤其是孕28周前的早產(chǎn)兒。,Thank you,圖23-1 原

26、始消化管的形成和早期分化,,圖23-2 胃的形成和旋轉(zhuǎn),,圖23-3 肝、膽囊和胰腺的發(fā)生,,圖23-4 中腸袢的旋轉(zhuǎn),,圖23-5 泄殖腔的分隔,,圖23-6 消化管狹窄和重復(fù)畸形的發(fā)生,,圖23-7 先天性臍疝和卵黃蒂相關(guān)畸形,,圖23-8 肛門閉鎖和直腸瘺,,圖23-9 中腸袢旋轉(zhuǎn)異常,,圖23-10 環(huán)狀胰,,圖23-11 呼吸憩室的發(fā)生和演變,,圖23-12 肺的發(fā)生,,圖23-13 氣管食管瘺,,圖23-3 肝、膽囊和胰腺的