menu
Examen du coeur foetal et dépistage des cardiopathies
Présenté par
Lucile HOUYEL

Hôpital Necker - Enfants Malades

Embryologie du coeur normal

Le coeur est le premier organe fonctionnel de l’embryon. La morphogenèse cardiaque débute à 15 jours de vie intra-utérine (4 SA) par la formation du tube cardiaque primitif, et s’achève avec la pénétration des coronaires dans l’aorte autour de 50-60 jours de vie intra-utérine (10 SA).


Le cœur dérive du mésoderme splanchnique antérieur, contenant des cellules précardiaques qui vont se différencier en cardiomyocytes et en cellules endocardiques en réponse à des signaux d’induction provenant de l’endoderme. A ce stade, l’ébauche cardiaque est constituée de deux tubes primitifs réunis par un pont antérieur, le croissant cardiaque ou plaque cardiogénique. Ces deux tubes fusionnent sur la ligne médiane pour former le tube cardiaque primitif.

Les champs cardiaques

Le cœur définitif ne dérive pas uniquement du tube cardiaque primitif, mais aussi d’un second champ cardiaque, mis en évidence en 2001 et présent dès le stade de la plaque cardiogénique, en arrière du croissant cardiaque, et de deux populations cellulaires extra-cardiaques.

Le premier champ cardiaque est représenté par le tube cardiaque primitif et donnera naissance au ventricule gauche et à la partie antérieure des oreillettes contenant les auricules. Lors de la loop ou boucle cardiaque, le second champ cardiaque migre aux extrémités du tube cardiaque primitif et va dès lors comporter deux parties : antérieure (aire cardiaque antérieure) et postérieure (mésocarde dorsal).

La partie antérieure du second champ cardiaque contribue à la formation du futur ventricule droit et de la voie d’éjection incluant les troncs artériels intrapéricardiques. Le second champ cardiaque postérieur participe à la septation auriculaire et atrioventriculaire, et à l’incorporation des veines pulmonaires et systémiques dans les oreillettes. Le premier champ cardiaque sert ainsi de charpente pour l’édification de l’essentiel du cœur définitif à partir du second champ cardiaque.

Deux sources extra-cardiaques participent également à la formation du cœur définitif : les cellules de la crête neurale cardiaque, qui donnent le signal au second champ cardiaque pour ajouter des myocytes à la voie d’éjection et au ventricule droit, et les cellules de l’épicarde, qui participeront à la formation des artères coronaires.

fig03-3
Figure 1. Les différents champs cardiaques et leurs dérivés dans le cœur normal.

Les 3 grandes étapes du développement cardiaque

Trois stades fondamentaux du développement cardiaque permettent de passer du tube cardiaque rectiligne, région encore peu différenciée, au cœur normal à 4 cavités bien distinctes et sans défaut septal : la loop ou boucle cardiaque, la convergence et le wedging.

diapositive1
Figure 2 : Les différents stades du développement cardiaque conduisant au cœur normal à 4 cavités : « early looping », convergence et wedging. Ao : aorte, VE : voie d'éjection, VD : ventricule droit, VG : ventricule gauche.

La loop ou boucle cardiaque : la lateralite

Le tube cardiaque rectiligne va subir à J23 une inflexion selon une courbe à convexité droite : la loop ou boucle cardiaque. La loop est la première manifestation de l’asymétrie gauche-droite chez l’embryon. Elle est provoquée par le courant de flux extracellulaire asymétrique induit par la rotation des cils vibratiles au niveau du nœud primitif, elle-même induite par le gène de latéralité DNAH5.

Les anomalies de la loop sont donc dues à des perturbations des gènes de latéralité : inversion complète (situs inversus totalis), randomisation globale (syndromes d’hétérotaxie) ou partielle (discordances intersegmentaires, incluant la transposition des gros vaisseaux et la double discordance). Ces cardiopathies sont donc souvent complexes et graves (hormis dans le situs inversus complet qui ne s’accompagne pas forcément d’anomalies malformatives) et s’accompagnent, dans les hétérotaxies, d’anomalies bronchopulmonaires, des organes intra-abdominaux et de la ligne médiane.

fig04-4
Figure 3. La loop ou boucle cardiaque (PA : pôle artériel, PV : pôle veineux, V : ventricule, VD : ventricule droit, VG : ventricule gauche.

La convergence : alignement et croissance des cavités cardiaques

Juste après la loop (early looping stage) l’oreillette commune s’ouvre par le canal atrioventriculaire uniquement dans le futur ventricule gauche (équivalent de ventricule gauche à double entrée), et la voie d’éjection est située entièrement au-dessus du futur ventricule droit (ventricule droit à double issue). Il n’y a aucune communication entre la partie droite de l’oreillette commune et le futur ventricule droit.

La zone de jonction entre les segments d’admission et d’éjection (inlet et outlet) est représentée par la courbure interne, véritable pivot autour duquel vont s’organiser le remodelage des jonctions auriculo-ventriculaire et ventriculo-artérielle. En regard se trouve la courbure externe, point de départ de la croissance ventriculaire. Entre les deux courbures se situe l’anneau primitif (Figure 4), qui contribuera à la formation du septum
interventriculaire, des tissus de conduction et à l’établissement de la jonction auriculo-ventriculaire droite.


La convergence ou alignement des différents septa interauriculaire, atrioventriculaire et ventriculaire s’établit grâce à une série de déplacements morphogénétiques :
- Le ventricule droit se développe plus rapidement que le gauche grâce à l’adjonction de myocytes par le second champ cardiaque antérieur ;
- La jonction auriculoventriculaire droite s’établit à partir du myocarde de l’anneau primitif (entonnoir tricuspidien, responsable de la formation de la valve tricuspide, mais aussi des bandes musculaires du ventricule droit : bande modératrice, septale et pariétale) ;
- La voie d’éjection se développe grâce à l’adjonction de myocarde et de cellules musculaires lisses par le second champ cardiaque antérieur.

Cet alignement des différents septa est absolument nécessaire à la septation cardiaque définitive.

Les anomalies de la convergence auront pour cause un défaut de croissance des ventricules, ou un défaut de formation de la jonction auriculo-ventriculaire droite. Leur conséquence sera un malalignement des septa interauriculaire et interventriculaire, conduisant à des cardiopathies complexes (ventricules uniques, atrésie tricuspide, hypoplasies ventriculaires, VDDI précoces) associant des anomalies de développement des ventricules et des valves auriculoventriculaires.

Néanmoins, si une convergence normale est indispensable à la septation cardiaque, celle-ci ne sera pas achevée à ce stade et nécessite pour être complète l’action du second champ cardiaque, des bourgeons endocardiques et de la poursuite de la croissance ventriculaire. Ceci rend compte des différents types de communications interauriculaires et ventriculaires et de canaux atrioventriculaires

capture-d-e-cran-2019-10-09-a-15-40-46
Figure 4. Le cœur au stade du early looping. CAV : canal atrioventriculaire ; O : oreillette commune ; VD : ventricule droit ; VE : voie d’éjection ; VG : ventricule gauche ; astérisque : courbure interne.

Le wedging : développement de la voie d'éjection

Le wedging (encastrement) est le processus par lequel la future valve aortique, située au départ à la partie droite de la voie d’éjection, descend par un mouvement de rotation anti-horaire vers la gauche pour arriver au contact de la valve mitrale et s’encastrer entre les deux valves auriculo-ventriculaires. Ceci rend compte du croisement des gros vaisseaux, du conus sous-pulmonaire et de la continuité mitro-aortique retrouvés dans le cœur normal (Figure 2).

Le septum conal se forme en même temps que le wedging par fusion des bourgeons endocardiques de la voie d’éjection, et sera donc situé au-dessous, et entre, les valves aortique et pulmonaire. Il migre donc lors du wedging, en même temps que la valve aortique, vers la gauche. Lorsque la valve aortique s’encastre entre les valves auriculoventriculaires, le septum conal se fusionne avec le septum interventriculaire primitif, au niveau de la partie supérieure (ou Y) de la bande septale.

Secondairement, cette structure mésenchymateuse sera envahie par des cellules myocardiques provenant de la courbure interne (muscularisation). La paroi postérieure du conus et la partie antérieure du canal atrioventriculaire fusionnent, aboutissant à la disparition de la partie gauche de la « ventriculo-infundibular fold » ou conus sous-aortique, et donc à la continuité fibreuse mitro-aortique.

Tout défaut de rotation (ou wedging) aboutira donc à un malalignement entre le septum conal et le reste du septum interventriculaire et à un défaut de fusion du septum conal avec le Y de la bande septale, créant obligatoirement une CIV appelée conoventriculaire. Cette CIV sera partie intégrante de toutes les cardiopathies conotruncales : tétralogie de Fallot, tétralogie de Fallot avec atrésie pulmonaire (APSO), tronc artériel commun, certaines interruptions de l’arche aortique, VDDI dits « tardifs » par insuffisance de wedging). Ces cardiopathies ont également pour point commun d’avoir pour origine embryologique un défaut de migration des cellules de la crête neurale, empêchant le second champ cardiaque antérieur d’assurer la croissance normale de la voie d’éjection.

La transposition des gros vaisseaux, au même titre que les cardiopathies conotruncales, est aussi une anomalie du pôle artériel et une pathologie du wedging. C’est une anomalie de la latéralité du wedging, qui au lieu de concerner la partie droite de la voie d’éjection (future valve aortique) concerne sa partie gauche (future valve pulmonaire), aboutissant à une discordance ventriculo-artérielle avec conus sous-aortique, continuité fibreuse mitro-pulmonaire, et vaisseaux parallèles.

diapositive4
Figure 5 : Vue anatomique du ventricule droit : le septum conal (*) est situé entre les deux branches du Y de la bande septale (BS). AP, artère pulmonaire ; BM, bande modératrice, T, valve tricuspide.
expand_less