Embryologie : formation du cœur

Bien qu'étant le premier organe fonctionnel de l'organisme, le cœur n'apparaît pas du néant. Il se forme progressivement durant la vie embryonnaire à partir de la troisième semaine du développement et chacune des étapes de ce phénomène offrira son lot de surprises.

Le cœur apparaît tôt au cours du développement embryonnaire : ses premières ébauches se forment dès le 20^e jour de développement et ses battements seront fonctionnels au 23^e jour.

Comment se déroule la formation du cœur lors de la vie embryonnaire ? © Mopic, Shutterstock

Revenons au début de l'histoire ; à ce stade du développement, l'embryon humain se présente sous la forme d'un disque constitué de trois couches. Le cœur se forme dans la couche intermédiairecouche intermédiaire appelée le mésodermemésoderme (la couche la plus superficielle prend le nom d'ectodermeectoderme tandis que la plus profonde est appelée endodermeendoderme). De manière parfaitement contre-instinctive, les premières ébauches du cœur apparaissent dans la partie la plus antérieure de l'embryonembryon, en avant même de la région où se développera le cerveaucerveau (Figure 4A). Si l'on veut se représenter cette région sur un corps humain, le cœur serait au-dessus de notre tête !

Figure 4. A : stade disque embryonnaire (20 jours de développement embryonnaire). Le cœur apparaît primitivement sous la forme de deux bourgeons mésodermiques situés en avant du tube neural et de la membrane pharyngienne (bouche primitive de l'embryon, encore close). B : formation des plis limitant latéraux (21-22 jours de développement embryonnaire). Le développement de l'embryon, et en particulier du syste nerveux central, entraîne le soulèvement de la partie dorsale par rapport à la partie ventrale. Mécaniquement, les bourgeons cardiaques vont gagner la ligne médiane ventrale et fusionner. © Hugues Jacobs

Formation du tube cardiaque

Le cœur est un organe unique, cependant son développement commence par la formation de deux ébauches cardiaques primordiales, droite et gauche. Le développement du corps va faire que (1) le milieu du disque embryonnairedisque embryonnaire va se soulever par rapport aux régions latérales qui vont passer en dessous et se rapprocher l'une de l'autre (Figure 4B). Ce mouvement aboutira à la fermeture de la paroi ventrale de l'embryon et entraînera la fusion des deux ébauches cardiaques qui vont alors constituer ce que l'on appelle le tube cardiaque, un cylindre rectiligne et creux ; (2) la croissance du cerveau va le faire passer au-dessus des régions situées en avant de lui. Ainsi le cœur passe d'une position antérieure à une position postérieure et ventrale par rapport à la tête. Nous sommes au 22^e jour de développement embryonnaire, l'embryon fait moins de 5 millimètres.

Formation des cavités cardiaques primitives

Le cœur rejoint donc sa position anatomique et a pris la forme d'un tube creux où va pouvoir circuler le sang. En direction de la tête, il se prolonge par deux vaisseaux, les aortes dorsales primitives. À l'opposé, on trouve deux veines, les veines cardinales communes (Figure 5A). Nous sommes toujours au 22^e jour de développement embryonnaire et apparaissent déjà des sillons qui délimitent superficiellement quatre cavités, ou chambres. Les veines cardinales communes s'abouchent dans le sinus veineux qui se poursuit par l'oreilletteoreillette primitive, puis c'est le ventriculeventricule primitif et enfin une dernière cavité au nom barbare, le conotruncus qui relie le cœur aux aortes.

La vitesse de croissance du cœur n'étant pas égale dans toutes ses régions, ceci va entraîner des mouvements des différentes cavités les unes par rapport aux autres. Le premier mois de développement embryonnaire vient de se terminer. Un peu plus tard, un mouvement de rotation va conduire les oreillettes derrière les ventricules, donnant au cœur sa configuration définitive (Figure 5B). Pour autant, le développement du cœur n'est pas encore achevé. Nous nous souvenons que le cœur fonctionnel est formé de deux oreillettes et deux ventricules alors que pour le moment le nôtre ne dispose que d'une oreillette primitive et un ventricule primitif. Il reste donc à cloisonner le cœur.

Figure 5. Formation du cœur (humain). A : organisation primitive du cœur avec 4 cavités largement communicantes. Stade du tube cardiaque (22 jours de développement embryonnaire). B : plicature cardiaque. Du fait de vitesses de croissance inégales dans les différentes parties du cœur, le cœur se replie sur lui-même. L'organisation interne reste cependant inchangée. C : cloisonnement interne du cœur (30 jours de développement embryonnaire). Différentes cloisons se mettent en place pour délimiter définitivement les 4 cavités cardiaques et les gros vaisseaux (aorte et tronc pulmonaire). © Hugues Jacobs

Cloisonnement cardiaque

Le cloisonnement du cœur commence par les oreillettes aux environs du 30^e jour de développement. Une cloison fine se développe en direction de la région de communication atrioventriculaire (en anatomieanatomie, les oreillettes sont appelées atrium). Elle y contactera la cloison atrioventriculaire qui se constituera de deux bourrelets délimitant deux orifices indépendants où se développeront les futures valves atrioventiculaires droites et gauches (tricuspides et mitrales). Il est important de noter que le cloisonnement interatrial n'est pas complet et que la cloison qui s'est développée reste percée d'un orifice. Cette cloison va être renforcée par une second, musculaire cette fois ci, qui terminera de former la paroi interauriculaire. Cependant, cette cloison restera elle aussi incomplète puisque percée d'un orifice. Il persiste donc durant la vie embryonnaire une communication entre les deux oreillettes, qui se fermera à la naissance.

La fermeture des ventricules va faire intervenir deux étapes de cloisonnement :

• la fermeture de la paroi interventriculaire ;
• la fermeture du conotruncus qui isole le tronc pulmonaire émergeant du ventricule droit et l'aorte ascendante qui émerge du ventricule gauche.

La fermeture interventriculaire se fait simplement par l'apparition d'une cloison musculaire qui va progresser et fusionner avec la cloison atrioventriculaire puis avec la cloison du conotuncus. La fermeture de ce dernier se fait par l'apparition de deux cloisons qui vont se rejoindre pour séparer en deux espaces sa cavité. Les torsions exercées sur le cœur, dont nous avons déjà parlé, entraînent avec elles le contuncus, ce mouvement confère à la cloison interne une forme spiralée et fait que le tronc pulmonaire et l'aorte s'enroulent l'un autour de l'autre à leur origine, donnant l'impression que l'aorte émerge du ventricule droit tandis que le tronc pulmonaire semble sortir du ventricule gauche. Le cloisonnement est terminé aux environs du 50^e jour de développement embryonnaire.

Le cœur est formé, mais il reste encore beaucoup à faire. Si vous vous souvenez bien, nous avons parlé de deux aortes, pourtant l'Homme n'en a qu'une. Nous avons aussi parlé de deux veines cardinales communes, qui n'existent plus chez l'adulte. Il reste une communication interauriculaire qui doit bien servir à quelque chose. Les vaisseaux fœtaux vont subir un grand nombre de remaniements au cours du développement embryonnaire. De la même façon, la circulation sanguine fœtale est adaptée à la vie in utero. Elle devra être totalement réorganisée au moment de la naissance et du passage à la vie « aérienne ». Mais ceci est une autre histoire...