Srdce x cévy x hematopoéza (společný původ) mezoderm => mezenchym – hemangioblast – endotel - hemocytoblast - myoblast/kardiomyoblast - myocyt - kardiomyocyt hnací motor – nutnost zásobovat kyslíkem* a živinami přechod z histiotrofé (resorbce syncytiotrofoblastem) na hemotrofé (lakuny tvořené syncytiotrofoblastem vyplněné mateřskou krví) *hypoxie Kardiovaskulární systém a hematopoéza Podpořeno projektem FRVŠ 524/2011 In this figure the structural and functional effects of Hypoxia, HIF-1 and VEGF on tumor microcirculation, cancer metabolism and therapies are illustrated. The vicious circles that occur are also shown. (Modified with permission from: Baronzio et al. Anticancer Res 1994; 14:1145-1154.) HYPOXIE – buněčná odpověd a HIF Hematopoéza - ontogeneze V závislosti na období vývoje se hematopoéza zakládá a realizuje • extraembryonálně z extraembryonálním mezodermu • z mezenchymu v AMG – aorta/gonady/mezonefros • v játrech a slezině (usazené hematopoetické kmenové buňky) • v kostní dřeni a brzlíku/thymu Základem hematopoézy je hematopoetické kmenová buňka (HSC*) *HSC- hematopoietic stem cell Adultní hematopoéza/krvetvorba Místo vzniku krevních ostrůvků (blood island) v průběhu embryogeneze u myši Vývoj AGM (aorta-gonads-mesonephros) - začátek fetální hematopoézy Časná hematopoéza Krevní ostrůvek hemo(cyto)blast / hematogonie (vnitřek) + endotel (povrch) ostrůvku - hemangioblast – regulace faktory uvolňovanými z entodermu (FGF-2) - angioblast – migruje a osidluje orgány, indukce angiogeními faktory (VEGF, ANG-1,2, FGF2,…) Dzierzak 2008 Embryonální hematopoéza (mouse) Dzierzak 2008 Embryonální hematopoéza (mouse) Palis 1999 Embryonální x adultní HSC (mouse) CFC – colony-forming cell (progenitor), CFU – colony-forming unit Vznik krevních ostrůvků ve vznikajícím žloutkovém vaku mezi mezodermem a buňkami viscerálního entodermu Změna lokalizace hematopoézy v průběhu ontogeneze ~7.5 dpc Hematopoéza v endotelu aorty (AGM), ~10.5 dpc Kostní dřeň, ~15 dpc S vývojem kostní dřeně se HSCs usazují v jejím stroma. MOUSE HSC HSC CFU-GM BFU-E CFU-E JÁTRA THYMUS pT pT pB pT pB pT pT, pB – lymfocytární progenitory CFU-GM – myeloidní progenitory BFU-E, CFU-E – erythroidní progenitory ~9 dpc Dzierzak 2008 Podíl jednotlivých tkání na celkovém objemu hematopoézy mezi 11 – 13 dpc u myši Pozn. Slezina je osídlena HSCs a hematopoetickými progenitory pravděpodobně z jater, protože v době objevení se hematopoézy ve slezině, v žloutkovém vaku a v aortě už hematopoéza neprobíhá a kostní dřeň dosud není vyvinuta. hematopoéza/lymfopoéz a (dny) člověk myš embryonální vývoj (dny) ~270 ~21 žloutkový vak 18 7.5 dorsální aorta 27 9.5 thymus 40 11 játra 42 11 slezina 48 13 kostní dřeň 77 15 cirkulace krevních buněk 24 8.5 Chronologie hematopoézy u člověka a myši Hematopoéza u člověka - souhrn – vasculogeneze – vznik „de novo“ - indukce buněk mezenchymu faktory z endodermu -angiogeneze – růst již existujících cév - doplňováno mezenchymálními buňkami cévy vznikají v mezenchymu spontánně na základě potřeby - dále se rozrůstají a spojují -> vytváří krevní oběhy krev cirkuluje již od 3 týdne (h, „m“ od 8.5 dne) vývoje - nadbytečné jsou postupně odbourávány Vznik cév a cévního systému Vznik a remodelace cév Klíčovým pro vznik cév je vaskulární a endoteliální růstový faktor - VEGF(Vascular endothelial growth factor) Exprese VEGF a tak jím zprostředkovaná maturace cév je indukována zejména hypoxií (HIF) Notch reguluje osud angioblastu – indukce endotelu arterií x vén angioblast –> pericyt, fibroblast, hladká svalovina Vznik cév - souhrn Embryonální a adultní angiogeneze srdce jako středobod cévního systému směr pumpování krve descedens - sestupnýascedens - vzestupný prekardinální- postkardinálníkraniální konec tělní osa kaudální konec anterior posterior arterie veny dextra x sinistra vpravo x vlevo Terminologie cév vychází z jejich polohy vůči srdci, funkce, a orgánů které spojují Krevní ostrůvky -> vznik cév, jejich propojení => krevní oběh Krevní oběh Primitivní oběh krevní, pohon primitivní srdeční trubice (viz. vývoj srdce) 1) embryonální primitivní krevní oběh 2) extraembryonální krevní oběh a) žloutkový krevní oběh (arteria / vena omphalomesenterica) b) pupeční krevní oběh (arteria / vena umbilicalis) Vývoj klků chorionu a přenos živin mezi krevním oběhem matky a embrya Krevní oběh v placentě Primitivní embryonální krevní oběh se zakládá na stejném principu již od kopinatce a paryb Základ jsou: - hlavní párové žíly, jejich spojení v.c. communis (ductus Cuvieri) (venae cardinales anteriores/praecardinales a v.c.posteriores/postcardinales) - sinus venosus (splynutí trunci vitelloumbilicales a v.c. communes) - základ srdce, truncus arteriosus – aortální oblouky - dvojice descedentních aort spojujícíh se v aortu dorsalis s růstem a změnou nároků na výživu přestavba a postupná tvorba sekundárního /definitivního krevního oběhu tzv. fetální krevní oběh Primitivní embryonální krevní oběh Kompletní primitivní krevní oběh Aortální oblouky (vývoj arterií) budoucí základ krevního zásobení ze srdce, zakládají se ve 4tém týdnu v 6tém týdnu dochází ke kompletní přestavbě a zániku některých oblouků (1.,2. a 5.) I. oblouk zaniká II. oblouk zaniká III. oblouk – karotidy (arteria carotis externa a interna) IV. arcus aortae (levá část) - aorta arteria subclavicula (horní končetiny) V. oblouk zaniká VI. oblouk – plicní arterie, část zanikne (arteria pulmonalis dextra a sinistra) Vývoj vén - sběr a odvod krve z tkání zpět do srdce Primitivní venozní systém - pár vena cardinales anterior (vv. praecardinales) - pár vena cardinales posterior (vv. postcadinales) spojují se ve společný kmen vena cardinalis communis, k němu se připojí truncus viteloumbilicalis a ústí do sinus venosus - po vzniku mezonefros – vznik venae subcardinales ústící do vv postcardinales - do omphalomezenterických cév vrůstání trámců jaterních buněk a vznik jaterních sinusoid - vznik venae iliacae externae (odvod krve z dolních končetin) - vznik nového suprakardinálního systému vén (venae supracardinales) - vznik spojek mezi těmito novými párovými vénami (anastomózy) - zánik postkardinálních vén Vývoj cév končetin Expandující arterie kopírují nervy, vény ne. arterie (Ephrin-B2) nervy nervy vény (EphB4) nervy arterie Krevní oběh fétu (A) před narozením a novorozence (B) Vývoj lymfatického systému - lymfatické cévy, základ 5tý týden v podobě štěrbin v mezenchymu v okolí vv. praecardinales - štěrbiny postupně vytvoří pleteň vlévající se do vena jugularis - později podobně u vv. postcardinales - pleteně později vytvoří dva podélné kmeny, pravý je mohutnější (ductus thoracicus) kmeny se kraniálními konci spojí a ústí do vena jugularis sinistra - později v lymfatických cévách vznikají duplikací intimy(endotel) chlopně Thymus/brzlík - největší orgán lymfaticjkého systému - základ z entodermu ventrálního výběžku III. žaberní výchlipky - blastém buněk entodermu vytvoří retikulum - postupně (od 2. měsíce(h)) dochází k osidlování prekurzory/kmenovými buňkami lymfocytů prvně se objevují T a později B. - prorůstající mezenchym vytvoří lymfatické siny - zárodečná/reakční centra vznikají až po narození (imunita – viz. imunologie) Lymfatický systém Vývoj thymu a thyroidei Abnormality lymfatického systému – lymfedém Dědičný lymfedém – hypoplasie lymfatického systému => otoky Lymfedém v kombinaci s Turnerovým syndromem (absence X chromosomu malý růst a další komplikace) - blokování lymfatických cév na mnoha místech těla, vznik lymfatických cyst.