Hình thành hệ tiêu hóa phôi thai

Do sự khép mình của phôi, khoang được lợp bởi nội bì được phân chia thành một phần trong phôi là ruột nguyên thủy và phần ngoài phôi là túi noãn hoàng và niệu nang. Ruột nguyên thủy là một ống kín 2 đầu, gồm 3 đoạn theo hướng đầu - đuôi là: ruột trước, ruột giữa và ruột sau.

Ruột trước gồm 2 đoạn: đoạn đầu của ruột trước gọi là ruột họng, nằm xen giữa màng họng và miệng ống thanh - khí quản. Ðoạn sau của ruột trước kéo dài từ ống thanh - khí quản tới gốc của mầm gan và các đường dẫn mật.

Ruột giữa: bắt đầu từ phía dưới mầm gan và các đường dẫn mật tới nơi tương ứng với chỗ nối 2/3 phải và 1/3 trái của đại tràng ngang của người trường thành.

Ruột sau: là đoạn còn lại của ruột nguyên thủy tới màng nhớp.

Phát triển đoạn sau của ruột trước

Ðoạn sau của ruột trước sẽ tạo ra thực quản, dạ dày, một phần tá tràng, gan và các đường dẫn mật, tụy.

Sự hình thành thực quản

Ðoạn sau của ruột trước được ngăn thành 2 ống bởi vách khí - thanh quản. Ống phía bụng là ống thanh - khí quản, ống phía lưng là thực quản.

Hình: Đường dạ dày ruột nguyên thủy.

(A. giai đoạn phôi khoảng 25 ngày [3mm], B. phôi khoảng 32 ngày [5mm]).

Sự hình thành dạ dày

Dạ dày xuất hiện khoảng tuần thứ 5 của quá trình phát triển phôi dưới dạng một đoạn nở rộng hình thoi của đoạn dưới ruột trước. Trong các tuần tiếp theo, đoạn nở to ấy thay đổi hình dáng, vị trí và hướng xếp đặt của nó. Những biến đổi này là do sự phát triển không đều của các đoạn dạ dày cũng như do sự thay đổi vị trí của các cơ quan lân cận. Trong quá trình phát triển, dạ dày xoay theo 2 trục: trục dọc và trục trước - sau.

Theo trục dọc: dạ dày xoay 1 góc 90ṯ theo chiều kim đồng hồ, do đó mặt trái của nó trở thành mặt trước, mặt phải thành mặt sau. Bờ sau phát triển nhanh hơn bờ trước và thành bờ trái (bờ cong lớn) và bờ trước thành bờ phải (bờ cong nhỏ).

Theo trục trước- sau: lúc đầu, đầu trên và đầu dưới dạ dày đều nằm trên một trục dọc đứng thẳng. Trong quá trính xoay theo trục trước - sau, đầu dưới dạ dày (môn vị) di chuyển lên trên  và sang phải, đầu trên (tâm vị) di chuyển sang trái và hơi chếch xuống dưới. Trục dọc của dạ dày lúc đầu đứng thẳng, sau khi xoay trở nên chéo từ trên xuống dưới, từ trái sang phải, bờ cong lớn ở bên trái và xuống dưới, bờ cong nhỏ ở phía trên và bên phải.

Sự hình thành tá tràng

Tá tràng được tạo ra bởi đoạn cuối của ruột trước và đoạn đầu của ruột giữa. Chỗ nối 2 đoạn này nằm ngay nơi phát sinh mầm gan. Do dạ dày xoay nên tá tràng có hình chữ U cong về phía bên phải.

Sự hình thành gan và các đường dẫn mật

Hình: Hệ tiêu hóa trong giai đoạn phát triển sớm.

(A. phôi khoảng 36 ngày [9mm], B. phôi ở giai đoạn muộn hơn.

1. lưỡi; 2. khoang màng ngoài tim; 3. vách ngang; 4. gan; 5. cuống noãn hoàng; 6. niệu nang; 7. màng nhớp; 8. tuyến giáp; 9. túi thừa thanh khí quản; 10. thực quản; 11. dạ dày; 12. tụy; 13. túi mật; 14. ruột sau; 15. cơ hoành; 16. dây chằng niềm; 17. mạc nối nhỏ; 18. treo dạ dày; 19. tá tràng).

Sự hình thành gan:

Vào khoảng giữa tuần thứ 3, nội bì ở đoạn xa của ruột trước dày lên tạo thành một mầm trước gọi là mầm gan nguyên thủy. Tế bào nội bì của mầm gan tăng sinh tạo các dây tế bào gan. Các dây tế bào gan tiến vào vách ngang, là vách nằm giữa khoang màng ngoài tim và cuống noãn hoàng, để ngăn khoang cơ thể thành khoang bụng và khoang ngực. Ở đó, các dây tế bào gan phối hợp với những xoang máu phát sinh từ các tĩnh mạch noãn hoàng và tĩnh mạch rốn để tạo thành nhu mô gan. Còn mô liên kết của gan phát sinh từ trung mô vách ngang. Lúc đầu, các dây tế bào gan và các mao mạch sắp xếp hỗn độn, không theo chiều hướng nào cả. Về sau, chúng được tổ chức lại để tạo ra những tiểu thùy gan.

Sự hình thành đường dẫn mật:

Từ cuống của mầm gan nảy ra một mầm khác gọi là mầm sau, là mầm nguyên thủy của các đường dẫn mật. Mầm này dần dần tách rời khỏi mầm gan nguyên thủy và được nối với cuống của mầm gan bằng một cuống riêng của nó. Mầm nguyên thủy của mầm dẫn mật nở to tạo ra túi mật và cuống của nó trở thành ống túi mật. Khi gan chia thành thùy phải và trái thì cuống mầm gan nguyên thủy chia thành 2 nhánh tiến vào 2 thùy và trở thành ống gan. Trong gan, 2 nhánh này tiếp tục phân chia nhiều lần tạo ra các ống mật. Ðoạn dưới của cuống mầm gan nguyên thủy nằm dưới chỗ miệng ống túi mật mở vào dài ra và trở thành ống mật chủ, miệng ống này mở vào tá tràng.

Sự hình thành tụy

Tụy ngoại tiết:

Khoảng tuần thứ 4, tụy được tạo ra từ 2 mầm phát sinh từ nội bì đoạn sau của ruột trước là mầm bụng và mầm lưng. Mầm tụy bụng nằm bên dưới gốc của mầm gan nguyên thủy. Mầm tụy lưng nằm đối xứng với mầm gan nguyên thủy qua tá tràng.   

Mầm tụy bụng dài ra và được nối với tá tràng bằng 1 cái cuống. Mầm tụy bụng sẽ tạo ra đầu tụy và cuống của nó sẽ tạo thành ống tụy chính (ống Wirsung).

Mầm tụy lưng cũng có một cái cuống nối với tá tràng, sẽ tạo ra phần trên của đầu tụy, thân và đuôi tụy. Cuống của nó sẽ tạo thành ống tụy phụ (ống Santorini).

Sự xoay của dạ dày và những biến đổi vị trí của các cơ quan trong vùng dạ dày-tá tràng dẫn đến biến đổi của tụy trong tháng thứ 2. Mầm tụy bụng và miệng ống mật chủ mở vào tá tràng di chuyển về phía lưng và nằm ngay dưới, về phía sau mầm tụy lưng. Sau đó, nhu mô tụy cũng như các ống bài xuất của 2 mầm tụy sát nhập nhau.

Hình: Sự phát triển của tụy.

(A. phôi 30 ngày [5mm]; B. phôi 35 ngày [7mm]; C. phôi tuần thứ 6 [10mm]; D. sự kết hợp của hai ống tụy.

1. mầm gan; 2. túi mật; 3. mầm tụy bụng; 4. dạ dày; 5. mầm tụy lưng; 6. ống gan; 7. ống túi mật; 8. tụy bụng; 9. ống mật chung; 10. tụy lưng; 11. núm tụy nhỏ; 12. núm tụy chính; 13. ống tụy bụng; 14. ống tụy lưng; 15. ống tụy lưng; 16. ống tụy chính; 17. ống tụy bụng).

Mầm tụy dưới dạng các dây tế bào lúc đầu còn đặc, về sau trở thành rỗng và là những ống. Những ống này chia nhánh thành những ống nhỏ dần, đầu tận cùng của những ống nhỏ nhất phình to tạo thành nang tuyến tụy ngoại tiết và những tiểu đảo tụy nội tiết.

Tụy nội tiết:

Những tiểu đảo tụy nội tiết phát sinh từ nhu mô tụy ngoại tiết. Về sau chúng tách rời tụy ngoại tiết và phân tán khắp tụy, rồi bị xâm nhập bởi các mao mạch máu. Các mao mạch chia xẻ tụy nội tiết thành những dây tế bào tuyến  nối với nhau thành lưới, nằm xen kẽ với lưới mao mạch máu.

Phát triển ruột giữa

Ở phôi khoảng 5mm, ruột giữa thông với túi noãn hoàng bằng cuống noãn hoàng. Ranh giới ở phía đầu phôi của ruột giữa tương đương với chỗ mở vào tá tràng của ống mật và tận cùng ở chỗ nối đoạn 2/3 gần với đoạn 1/3 xa của đại tràng ngang ở người trưởng thành.

Sự phát triển của ruột giữa được đặc trưng bởi sự dài ra rất nhanh dẫn đến sự tạo thành quai ruột nguyên thủy. Ở đỉnh của quai ruột nguyên thủy vẫn nối thông vvới túi noãn hoàng qua cuống noãn hoàng. Ðoạn trên của quai ruột nguyên thủy phát triển thành đoạn xa của tá tràng, hỗng tràng và một phần của hồi tràng. Ðoạn dưới của quai ruột nguyên thủy phát triển thành phần dưới của hồi tràng, manh tràng, ruột thừa, đại tràng xuống và đoạn 2/3 của đại tràng ngang.

Do sự phát triển chiều dài nhanh chóng, khoang bụng trở thành chật hẹp không đủ sức chứa, nên ống ruột uốn khúc nhiều lần tạo ra các quai ruột và các đoạn ruột giữa tiến vào phần khoang ngoài phôi nằm trong dây rốn  và gây thoát vị sinh lý (vào khoảng tuần thứ 6).

Hình: A. Quai ruột nguyên thủy trước khi xoay; B. Quai rột sau khi xoay 180⁰; C. Quai ruột sau khi xoay 270⁰; D. Vị trí cuối cùng.

(1. đoạn trên quai ruột nguyên thủy; 2. dạ dày; 3. tá tràng; 4. đoạn dưới quai ruột nguyên thủy; 5. mầm manh tràng; 6. đại tràng ngang; 7. ruột non; 8. cuống noãn hoàng; 9. quai hồng – hồi tràng; 10. góc gan; 11. đại tràng lên; 12. manh tràng; 13. ruột thừa; 14. đại tràng xuống; 15. đại tràng sigma).

Cùng với quá trình phát triển chiều dài, quai ruột nguyên thủy bắt đầu tiến hành chuyển động xoay một góc khoảng 270o xung quanh trục của động mạch mạc treo ruột trên, theo hướng ngược chiều kim đồng hồ. Ðặc biệt ở ruột non, trong các đoạn hỗng và hồi tràng, nhiều các quai ruột khúc khuỷu được tạo ra.

Khoảng cuối tháng thứ 3 của đời sống trong bụng mẹ, các quai ruột thoát vị sẽ thụt vào trong khoang màng bụng do sự phát triển của khoang màng bụng.

Phát triển ruột sau

Ruột sau kéo dài tới màng nhớp và sẽ tạo ra đoạn 1/3 xa của đại tràng ngang, đại tràng xuống, đại tràng xích - ma, trực tràng và đoạn trên ống hậu môn.

Trong suốt quá trình phát triển tiếp theo, một vách trung mô được tạo ra trong góc giữa niệu nang và ruột sau và phát triển về phía đuôi phôi gọi là vách niêu - trực tràng. Vách này chia ổ nhớp thành 2 phần:

Phần trước là xoang niệu - sinh dục nguyên thủy, về sau sẽ tạo ra một số cơ quan thuộc hệ tiết niệu và hệ sinh dục.

Phần sau là ống hậu môn - trực tràng.

Hình: Phát triển gia đoạn cuối của ruột sau ở các giai đoạn phát triển.

Vào khoảng tuần thứ 7, vách niệu nang tiến đến và dính vào màng nhớp (chỗ dính đó sẽ tạo ra đáy chậu sau này) và chia màng nhớp thành 2 phần: phần trước là màng niệu - sinh dục, bịt xoang niệu - sinh dục và phần sau là màng hậu môn bịt ống hậu môn - trực tràng. Khoảng tuần thứ 9, màng hậu môn nằm ở đáy một hố lõm ngoại bì, hố lõm ấy gọi là lõm hậu môn. Ngay sau đó, màng hậu môn rách và trực tràng thông với ngoài. Vì vậy, phần trên của ống hậu môn được phủ bởi biểu mô có nguồn gốc nội bì và phần dưới được phủ bởi biểu mô có nguồn gốc ngoại bì.

Phát triển bất thường

Phát triển bất thường của ruột trước

Dị tật thực quản:

Rò khí - thực quản do vách khí - thực quản được tạo ra không hoàn toàn tạo nên một lỗ rò thông giữa thực quản và khí quản.

Tịt thực quản: do sự di chuyển tự phát của vách khí - thực quản về phía sau hoặc do một yếu tố cơ học đẩy thành lưng của đoạn sau ruột trước về phía bụng.

Hình: Tật tụy vòng.

(1. ống gan; 2. ống mật chung; 3. túi mật; 4. tụy bụng; 5. tá tràng; 6. ống wirsung; 7. ống santirini; 8. tụy lưng; 9. dạ dày).

Dị tật dạ dày: dị tật bẩm sinh của dạ dày thường ít, trừ phì đại môn vị (phì đại của lớp cơ vòng) gây chít hẹp môn vị bẩm sinh.

Dị tật đường dẫn mật:

Tịt túi mật và các đường dẫn mật: do không xảy ra quá trình không bào hóa của các dây tế bào biểu mô đặc để tạo lòng túi mật và các đường dẫn mật.

Các dị tật khác: túi mật có vách ngăn, túi mật có túi thừa.

Dị tật của tụy:

Tật tụy hình vòng: do rối loạn sự di chuyển của mầm tụy bụng ,  mầm tụy bụng đến sát ngập với mầm tụy lưng, kết quả là mô tụy bao xung quanh tá tràng, tạo thành tụy hình vòng.

Mô tụy lạc chỗ: những tiểu đảo tụy lạc chỗ có thể thấy ở dọc ống tiêu hóa, thường thấy ở dạ dày và túi thừa Merkel.

Phát triển bất thường của ruột giữa

Di tích của cuống noãn hoàng:

Túi thừa Merkel: khoảng 2 - 4% trẻ ra đời có tật này, do một phần của cuống noãn hoàng còn sót lại dưới dạng túi thừa của hồi tràng. Bình thường, cuống noãn hoàng biến mất vào khoảng tuần thứ 6.

Hình: A. Thoát vị rốn bẩm sinh; B. Xoay bất thường các quai ruột nguyên thủy.

U nang noãn hoàng (u nang ruột): 2 đầu cuống noãn hoành teo lại thành dây xơ, còn đoạn giữa nở to thành u nang.

Lỗ rò rốn - mạc- treo: cuống noãn hoàng có một đầu thông với ống tiêu hóa, một đầu thông với môi trường ngoài ở rốn.

Thoát vị rốn bẩm sinh:

Do sự thụt vào khoang màng bụng của các quai ruột xảy ra không hoàn toàn nên một số quai ruột còn nằm lại trong khoang ngoài phôi ở dây rốn.

Hình: A. Tật không thủng hậu môn; B. Tịt trực tràng.

(1. bàng quang; 2. xương mu; 3. niệu đạo; 4. âm đạo; 5. lõm hậu môn; 6. tử cung; 7. trực tràng; 8. màng hậu môn; 9. khoang phúc mạc; 10. bìu).

Thoát tạng ố bụng: do thành bụng trước không khép ở phía đuôi phôi.

Các quai ruột xoay bất thường gây ra sự xoắn các quai ruột non cùng với mạch máu và dẫn tới tắc ruột và hoại tử.

Tịt và hẹp  ống tiêu hóa: có thể xuất hiện bất cứ chỗ nào của quai ruột nguyên thủy. Do ống tiêu hóa kém phát triển hoặc phát triển không hoàn toàn.

Phát triển bất thường của ruột sau

Không thủng hậu môn: do màng hậu môn không rách, tạo ra một vách ngăn giữa phần nội bì và phần ngoại bì của ống hậu môn.

Tịt trực tràng: có thể do có một lớp mô liên kết dày ở giữa đầu tận cùng của trực tràng và phần ngoại bì phủ ngoài hoặc do lõm hậu môn không phát triển  hoặc do vách niệu trực tràng chia ổ nhớp không đều, phần xoang niệu - sinh dục chiếm phần lớn dẫn đến hẹp ống hậu môn và tịt trực tràng thứ phát.

Rò trực - tràng: rò trực tràng thường kết hợp với rò hậu môn. Do đoạn trực tràng mở không đúng vị trí, có thể mở vào xoang niệu - sinh dục hoặc những chỗ khác. Có nhiều kiểu rò: rò trực tràng- âm đạo, rò trực tràng- bàng quang, rò trực tràng- niệu đạo.

Hình: A. Rò trực tràng âm đạo, B. Rò trực tràng niệu đạo.

(1. tử cung; 2. xương cùng; 3. niệu đạo; 4. âm đạo; 5. trực tràng; 6. chỗ rò (A); 7. lõm hậu môn; 8. chỗ rò (B); 9. bàng quang; 10. bìu).