Achtergrondinformatie en filmpjes zijn opvraagbaar via De Start van het Hart. Marco de Ruiter afd. Anatomie & Embryologie

Transcriptie

1 Achtergrondinformatie en filmpjes zijn opvraagbaar via De Start van het Hart Marco de Ruiter afd. Anatomie & Embryologie

2 WAT KUNT U IN HET KOMENDE UURTJE VERWACHTEN?? 1. Wat zijn de belangrijkste morfologische kenmerken van het hart? 2. Kunnen we deze morfologie embryologisch verklaren? 3. Hoe bestuderen we de ontwikkeling van hart? 4. Waarom zijn de meeste hartafwijkingen na de geboorte schadelijk? 5. Wat leren de harten van andere tetrapoden ons? 2 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 9-jan-19

3 De morfologische kenmerken van het hart Vena cava superior aorta truncus pulmonalis rechter atrium linker atrium rechter ventrikel linker ventrikel Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed., NIBI congres 2019; De Start van het Hart

4 Vierkamerbeeld: Hartkleppen pulmonaalklep tricuspidaalklep LA RA LV RV mitraalklep aortaklep Wikipedia 4 NIBI congres 2019; De Start van het Hart

5 Rechterzijde hart Hartkleppen - tricuspidaalklep tricuspidaalklep chorda tendinae papillairspieren rechter atrium geopend 5 NIBI congres 2019; De Start van het Hart rechter ventrikel geopend Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

6 Linkerzijde hart Hartkleppen - mitralisklep mitralisklep linker ventrikel geopend 6 NIBI congres 2019; De Start van het Hart Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

7 Pulmonaal- en aortaklep RV en LV myocard pulmonaalklep aortaklep rechter ventrikel geopend linker ventrikel geopend Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed., NIBI congres 2019; De Start van het Hart

8 Rechter en linker atrium auricula Atrium septum fossa ovalis vena cava inferior sinus coronarius valvula foraminis ovalis 8 NIBI congres 2019; De Start van het Hart Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

9 Musculeuze interventriculaire septum Membraneuze atrioventriculaire septum atrioventriculaire septum ventriculaire septum Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed., NIBI congres 2019; De Start van het Hart

10 De centrale plaats van het atrioventriculaire septum; 4 kamerbeeld RA LA TV RV LV MV 10 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 9-jan-19

11 Hartskelet pulmonaalklep aortaklep tricuspidaalklep mitraalklep Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

12 Coronairarteriën a. coronaria sinistra (LCA) r. circumflexus (LCX) a. coronaria dextra (RCA) r. interventricularis anterior (left anterior descending (LAD)) 12 vooraanzicht NIBI congres 2019; De Start van het Hart Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

13 Sinus coronarius sinus coronarius achteraanzicht 13 NIBI congres 2019; De Start van het Hart Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

14 2. KUNNEN WE DEZE MORFOLOGIE EMBRYOLOGISCH VERKLAREN?

15 Van hartbuis tot 4 kamerhart Jill Hikspoors; Maastricht UMC+

16 Cardiale ontwikkeling 17 9-jan-19

17 Hartontwikkeling: 4 fasen CS10 28 dagen CS11 29 dagen CS13 32 dagen CS18 44 dagen 1. hartbuis 2. looping 3. ballooning 4. septatie Jill Hikspoors; Maastricht UMC+

18 hartontwikkeling: 4 fasen CS10 28 dagen CS11 29 dagen CS13 32 dagen CS18 44 dagen 1. hartbuis 2. looping 3. ballooning 4. septatie Jill Hikspoors; Maastricht UMC+

19 Hartbuis draait om lengte-as

20 Extracardiale cellulaire bijdragen aan het hart zijn voorwaardelijk voor juiste looping en septatie First heart field Second heart field, epicard en neurale lijst Primaire hartbuisafwijkingen Aangeboren hartafwijkingen 21 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

21 Plaatsen van meest voorkomende aangeboren hartafwijkingen 22 Segmenten en connecties Veneus systeem Atrium Ventrikel Ventriculaire inflow Ventriculaire outflow Arteriele pool NIBI congres 2019; De Start van het Hart Structuren Atrium septum AV septum Ventriculair septum AV-kleppen Arteriële kleppen Geleidingssysteem Myocard 10-jan-19

22 Incidentie van aangeboren hartafwijkingen 10 per 1000 levend geborenen Ventrikel Septum Defecten (VSD) 31 % Atrium Septum Defecten (ASD) 12 % Atrium-Ventrikel Septum Defecten (AVSD) 2 % 23 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

23 Van gekromde buis naar 4 kamerhart OFT RA LA RV LV 24 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

24 Van gekromde buis naar 4 kamerhart atriumseptatie 25 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

25 Van gekromde buis naar 4 kamerhart Atrium Septum defect type 1 en type 2 Type 2 Type 1 26 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

26 Van gekromde buis naar 4 kamerhart Atrium-Ventrikel Septum Defect (AVSD) RA LA RA LA RV LV RV LV 27 Gemeenschappelijke Atrioventriculaire klep NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

27 Van gekromde buis naar 4 kamerhart Ventrikelseptatie 28 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

28 Van gekromde buis naar 4 kamerhart Ventrikel Septum Defect pulmonaalklep ventrikelseptum tricuspidaalklep normaal pulmonaalklep VSD ventrikelseptum tricuspidaalklep abnormaal Margot Bartelings, LUMC 29 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

29 Van gekromde buis naar 4 kamerhart Uitstroomseptatie 30 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

30 Uitstroomseptatie Belangrijke rol voor neurale lijst 31 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

31 Abnormale septatie uitstroom Defect op 3 niveaus 1. grote vaten (aorta en truncus pulmonalis) 2. niveau van kleppen 3. rechter en linker outflow tract ❶ Ao PT Ao PT vaatpool RA LA ❷ RV ❸ LV OFT RV LV Margot Bartelings, LUMC 32 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

32 3. Hoe bestuderen we de ontwikkeling van het hart? Cell fate; cell lineage studies QUAIL-CHICKEN CHIMERA Replication incompetent SNV-LacZ

33 Migratie neurale lijst cellen uit rhombencephalon

34 Tracing van neurale lijst in kip PA Ao Ao RV 35 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

35 Hartskelet pulmonaalklep aortaklep tricuspidaalklep mitraalklep 36 NIBI congres 2019; De Start van het Hart Netter s Atlas of Anatomy, 6 th ed.,

36 Neural crest ablatie in kippeëmbryo s resulteert in een persisterende truncus arteriosus 37 NIBI congres 2019; De Start van het Hart

37 Transgenic mice technology 38

38 Genetic cell lineage study in mouse embryos Expressie van een marker in cellen met specifieke eiwitexpressie Weefsel specfieke promotor LacZ Beta- galactosidase Nadeel: marker verdwijnt indien promotor afgeschakeld wordt 39

39 Cell lineage tracing van neural crest in wild type en TGFB2 deficiente muizeëmbryo s Ao CAT RV 40 Molin et al. Circ Res 2004; Gittenberger-de Groot et al 2002

40 Second Heart Field lineage study in mouse embryos STOP SHF Cre X Hsp68 mtomato mgfp LoxP LoxP 41

41 Second Heart Field lineage study in mouse embryos STOP SHF Cre X Hsp68 mtomato mgfp LoxP LoxP Cre 42

42 Second Heart Field lineage study in mouse embryos SHF Cre X Hsp68 mgfp mtomato 43

43 Second Heart Field Lineage study: Right ventricle E14,5; Mef2c-Cre x mtmg LA RA LV Right Ventricle Left Ventricle Ventricular Septum 44

44 Asymmetrische contribution van Second Heart aan de linker en rechter uitstroom: Pulmonary Push Scherptong et al., Dev Dyn 2012

45 Double outlet right ventricle PT AO VSD MM Bartelings, Dept of Anatomy, LUMC

46 Neural Crest (wntcre x mtmg) and Second Heart Field (nkx2.5) contribution to the cardiovascular outflow tract Pa NKX2.5 + `Tropomyosin - 6th PT Neural crest lineage: Vessel wall and cushion Ao RVOT Endocardium and Endothelium Myocardium (Tropomyosin & NKX2.5) 47 Peterson et al. 2018, Scherptong et al. 2012, Baardman et al. 2016

47 Neural Crest (wntcre x mtmg) and Second Heart Field (nkx2.5) contribution to the cardiovascular outflow tract Parietal cushion Septal cushion Transitional zone Neural crest Second Heart Field Endothelium Myocardium 48 Dept Anatomy; LUMC

48 The outflow tract cushions of both aortic and pulmonary valves are formed by epithelial mesenchymal transformation 49 Dept Anatomy, LUMC 22 oct 2018

49 Neural Crest homes mainly to the left and right leaflets SHF homes to the non-coronary/non-facing leaflets Aorta Pulmonary trunk 50 Dept Anatomy, LUMC 22 oct 2018

50 Neural Crest homes mainly to the left and right leaflets SHF homes to the non-coronary/non-facing leaflets 51 Dept Anatomy, LUMC 22 oct 2018

51 Anatomie van de tricuspide en bicuspide aortaklep Een verworven of congenitale hartziekte? Adult Adult Newborn Newborn L R N Left (coronary) leaflet Right (coronary) leaflet Non-facing leaflet (posterior or non-coronary) L-R (coronary) leaflet fusion Complete commissure L-R (coronary) leaflet fusion with a raphe R-N or L-N leaflet fusion without a raphe Superior view of the aortic valve 52 Anatomy; LUMC 22 oct 2018

52 Bicuspid Aorta klep (BAV): hoge incidentie van Thoracale Aorta Aneurysmata (TAA) Control Patient Control Patient 53 J. Roos; ErasmusMC Rotterdam 22 oct 2018

53 Een reductie van neurale lijst afkomstige cellen in de aorta of NO-synthase -/- embryos op E12.5 * 54 Peterson et al. submitted

54 20% van de adulte muizen knock out voor NO-synthase heeft een dissectie van de aorta 55 Peterson et al. unpublished 22 oct 2018

55 4. Waarom zijn de meeste hartafwijkingen na de geboorte schadelijk? Foetale versus volwassen circulatie prenataal postnataal Larsen s Human Embryology, 5 th ed., NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

56 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen Het normale hart aorta DP mm Hg SP mm Hg pulmonaal art. DP 8-12 mm Hg SP mm Hg rechter atrium MP 2-6 mm Hg rechter ventrikel DP 2-6 mm Hg SP mm Hg linker atrium MP 6-12 mm Hg linker ventrikel DP 6-12 mm Hg SP mm Hg 57 normaal NIBI congres 2019; De Start van het Hart The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 10-jan-19

57 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen Atrium Septum Defect (type 2) The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 58 9-jan-19

58 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen transpositie van de grote arteriën 59 NIBI congres 2019; De Start van het Hart 10-jan-19

59 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen (groot) Ventriculair Septum Defect 60 NIBI congres 2019; De Start van het Hart The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 10-jan-19

60 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen persisterende ductus arteriosus 61 NIBI congres 2019; De Start van het Hart The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 10-jan-19

61 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen persisterende truncus arteriosus 62 NIBI congres 2019; De Start van het Hart The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 10-jan-19

62 Gevolgen aangeboren hartafwijkingen Tetralogie van Fallot ❸ ❷ Aorta staat meer boven RV ❸ ❶ ❹ 63 NIBI congres 2019; De Start van het Hart The Royal Children s Hospital, Melbourne, Australia 10-jan-19

63 5. Wat leren de harten van andere tetrapoden ons? jan-19

64 Tubulair hart haai

65 Remodellering kieuwbogen in zoogdieren Left aorta

66 Remodellering kieuwbogen in reptielen Partial septation of ventricle, Complete septation in crocodile Left and right aorta

67 Varaan en python: ventriculair septum sluit bij contractie van de ventrikel op de uitstroom: hoge druk en lage kamer 68 Cardiale Embryologie 10-jan-19

68 Vogel (is een reptiel!), Zoogdier Complete septation Left OR right aorta High pressure and low pressure compartment

69 Africaanse longvis: bimodale O2 voorziening

70 Kikkerhart Septatie van atrium, maar niet van ventrikel Linker en rechter atrium LET OP!!! Univentrikel

71 EINDE 72 Cardiale Embryologie 9-jan-19

72 Betrokken genen 73 Cardiale Embryologie 9-jan-19

73 Bijdrage van verschillende celgroepen SMOOTH MUSCLE CELLS ENDOTHELIAL CELLS NEURAL CREST CELLS ENDOCARDIAL CUSHION CELLS CARDIAC JELLY ENDOCARDIUM MYOCARDIUM EPICARDIUM 74 Cardiale Embryologie 9-jan-19