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(pán)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(chēng)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(shí)質(zhì)大多來(lái)自原始消化管的內(nèi)胚層，而結(jié)締組織和肌組織則來(lái)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(lái)。第5

3、周時(shí)食管還很短，后來(lái)，隨著頸的出現(xiàn)和心、肺的下降而迅速增長(zhǎng)。食管上皮最初為單層，后來(lái)變?yōu)閺?fù)層。上皮周?chē)拈g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(shí)，其背側(cè)壁生長(zhǎng)迅速，形成胃大彎；腹側(cè)壁生長(zhǎng)緩慢，形成胃小彎。第7～8周時(shí)，胃大彎頭端向上膨出，形成胃底。由于胃背系膜生長(zhǎng)迅速以形成突向左側(cè)的網(wǎng)膜囊，致使胃沿頭尾軸順時(shí)針?lè)较蛐D(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(lái)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(diǎn)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(gè)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(zhǎng)，使十二指腸由腹腔正中轉(zhuǎn)到腹腔右側(cè)。后來(lái)，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(chēng)肝憩室或肝芽，是肝和膽囊的原基。肝憩室迅速增大，很快長(zhǎng)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(chēng)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(kāi)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(kāi)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(gè)憩室。先出現(xiàn)的一個(gè)位于背側(cè)，位置稍高，與腹側(cè)的肝憩室相對(duì)，稱(chēng)背胰芽。晚出現(xiàn)的一個(gè)位于腹側(cè)，緊靠肝憩室的尾側(cè)緣，體積略小，稱(chēng)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(jí)分支形成各級(jí)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(zhǎng)的總導(dǎo)管，分別稱(chēng)背胰管和腹胰管。第5周，當(dāng)肝憩室基部伸長(zhǎng)，形成膽總管時(shí)，腹胰管便成了膽總管上的一個(gè)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(zhǎng)，腹胰經(jīng)右側(cè)轉(zhuǎn)向背側(cè)并與背胰融合，形成一個(gè)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(kāi)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(gè)體形成副胰管，開(kāi)口于十二指腸副乳頭（圖23-3）。第3個(gè)月時(shí)，部分細(xì)胞脫離上皮細(xì)胞索，形成腺泡間的細(xì)胞團(tuán)。這些細(xì)胞團(tuán)后來(lái)分化為胰島并于第5個(gè)月開(kāi)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(shí)，由于卵黃囊變窄，使中腸變?yōu)橐粭l與胚體長(zhǎng)軸平行的直管，借背系膜連于背側(cè)體壁。第5周時(shí)，由于中腸

9、增長(zhǎng)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(chēng)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(chēng)中腸袢頭支(cephalic limb)和尾支(caudal limb)（圖23-4A），腸系膜上動(dòng)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(shí)，中腸袢生長(zhǎng)迅速，加之肝和中腎的增大

10、，腹腔容積相對(duì)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(zhǎng)，同時(shí)以腸系膜上動(dòng)脈為軸，逆時(shí)針?lè)较颍ㄓ膳咛ジ箓?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(shí)，尾支出現(xiàn)一囊狀突起，稱(chēng)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(shí)，中腸袢開(kāi)始從臍腔退回腹腔，臍腔隨之閉鎖。中腸袢在退回腹腔時(shí)，頭支在前，尾支在后，同時(shí)，逆時(shí)針?lè)较蛟傩D(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(zhǎng)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(guò)十二指腸腹側(cè)（圖23-4C）。后來(lái)，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(shí)，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(chēng)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(zhǎng)，形成一突入泄殖腔的鐮狀隔膜，稱(chēng)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(chēng)尿生殖竇，主要發(fā)育為膀胱和尿道。背側(cè)份稱(chēng)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(huì)陰體（圖23-5）。肛膜外方為一淺凹，稱(chēng)肛凹或原肛。肛膜第8周破裂，肛凹加深并演變?yōu)楦毓艿南露巍８毓苌隙蔚纳掀?lái)自內(nèi)胚層，下段的上皮來(lái)自外胚層，兩者的分界線為齒狀線。,（四）消化系統(tǒng)的常見(jiàn)畸形,1.消化管閉鎖、狹窄和重復(fù)畸形 第6周時(shí)，消化管上皮細(xì)胞

14、過(guò)°增生，致使管腔完全閉塞。后來(lái)，過(guò)°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(guò)程受阻，致使某一段消化管管腔過(guò)細(xì)，即稱(chēng)為消化管狹窄（圖23-6）；若完全無(wú)管腔，則稱(chēng)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(chēng)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(jiàn)于食管和

15、十二指腸，而重復(fù)畸形則多見(jiàn)于小腸，尤其是回腸。,2.先天性幽門(mén)狹窄,先天性幽門(mén)狹窄（congenital pyloric stenosis） 是一種最為常見(jiàn)的先天性消化管畸形，是因?yàn)槲赣拈T(mén)部環(huán)行平滑肌過(guò)°肥厚并突向管腔所致?；純褐饕Y狀為進(jìn)食后出現(xiàn)的嚴(yán)重嘔吐。,3.先天性臍疝,胎兒出生時(shí)，腸管從臍部膨出，稱(chēng)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(zhǎng)均未閉鎖，則回腸與臍之間會(huì)保留一瘺管，稱(chēng)臍瘺，或卵黃蒂瘺（圖23-7B）。出生后，糞便可通過(guò)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(chēng)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(méi)有閉鎖，就會(huì)殘留一個(gè)與臍相連的凹陷，稱(chēng)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(méi)有閉鎖，就會(huì)殘留一個(gè)兩端分別以纖維索連于臍和回腸的囊泡，稱(chēng)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(huì)在臍與回腸間殘留一纖維索，稱(chēng)卵黃蒂韌帶，常會(huì)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(jiàn)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(dòng)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(kuò)張而成為巨結(jié)腸。,6.肛門(mén)閉鎖和直腸閉鎖,肛管與外界不通稱(chēng)肛門(mén)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(huì)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(shí)，應(yīng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°。如果該旋轉(zhuǎn)過(guò)程出現(xiàn)異常，就會(huì)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(shí)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(chēng)中腸不轉(zhuǎn)位或根據(jù)結(jié)腸的位置稱(chēng)為左位結(jié)腸。若中腸袢退回腹腔時(shí)不是逆時(shí)針?lè)较?，而是順時(shí)針?lè)较蛐D(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(cuò)，即十二指腸位居橫結(jié)腸的腹側(cè)（圖23-9B）。這種畸形稱(chēng)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(guò)程中也有一個(gè)管腔暫時(shí)閉塞，爾后再重新管腔化的過(guò)程。如果其管腔重建過(guò)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(shí)分為左、右兩個(gè)葉。如果兩個(gè)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(huì)形成一個(gè)環(huán)繞十二指腸的胰腺，稱(chēng)環(huán)狀胰（annular pancreas）（圖23-10）。環(huán)狀胰大多無(wú)癥狀，但有時(shí)會(huì)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(gè)囊狀突起，稱(chēng)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(chēng)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(kāi)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(chēng)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(gè)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(gè)月末，支氣管分支已達(dá)17級(jí)，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(gè)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(jiàn)畸形,1.喉氣管狹窄或閉鎖和消化管發(fā)生過(guò)程類(lèi)似，喉和氣管在發(fā)生過(guò)程中也有一個(gè)管

24、腔暫時(shí)閉塞，爾后再重新管腔化的過(guò)程。如果其管腔重建過(guò)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(guò)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(chēng)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(yùn)動(dòng)擴(kuò)張而出現(xiàn)呼吸困難，故稱(chēng)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(chēng)透明膜?。╤yaline membrane disease）。該病多見(jiàn)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(mén)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