Einführung

Als erste embryonale Gefässe entwickeln sich isolierte Gefässinseln. Sie konfluieren zu Plexen, woraus sich das einheitliche Strombett der zuerst paarigen Aorten (Stadium 9) bildet. Das Blut, welches aus den Ventrikeln des Herzens in den Kreislauf des Embryos gepumpt wird, gelangt über ein paariges System von Aortenbögen in diese paarige dorsale Aorten (Stadium 9-10).
Im Laufe der Entwicklung entstehen 6 Aortenbögen. Es sind aber nie alle 6 gleichzeitig vorhanden, sondern es besteht auch hier ein kranio-kaudaler Gradient. Die dorsale Aorten sind zuerst paarig angelegt (Stadium 10) fusionieren aber im Verlaufe der Entwicklung von Höhe C7 bis zum Abgang der Aa. umbilicales.

Aortenbögen

Die Aortenbögen sind Gefässe, die den Saccus aorticus des Herzens beidseits des Pharynx mit der paarigen Aorta dorsalis verbinden. Sie entwickeln sich nacheinander in den Pharyngealbögen. Wenn die Aortenbögen 3-6 erscheinen (Stadium 14), sind die ersten zwei schon wieder mehr oder weniger verschwunden.
Zwischen den Pharyngealbögen befinden sich die Pharyngealtaschen als endodermale Aussackungen. Einen grossen Einfluss auf die normale Entwicklung der Aortenbögen scheinen auch die Neuralleistenzellen zu haben, die von dorsal über die Pharyngealbögen bis zum Herzen wandern (vgl. Auftrennung des Ausflusstraktes).

 
Legende
Animation

Entwicklung der Aortenbögen die im interaktiven Diagramm rechts gezeigt sind.

Abb. aortenbogen01 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen01

Der Konotrukus des Herzens ist weggeschnitten. Es bleibt der Aortensack (dunkelgrün) und die beiden Aortensackhörner (hellgrün). In diesem Stadium sind zwei Aortenbögen vorhanden (orange = 1. Aortenbogen, ocker = 2. Aortenbogen), die das Blut aus dem Ausflusstrakt und über die Pharyngealbögen in die beiden dorsalen Aorten (rot) führen.

Abb. aortenbogen02 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen02

Schon einen Tag später erscheint auch der 3. Aortenbogen (violett). Der 1. Aortenbogen bildet sich aber schon zurück.

 

 

Abb. aortenbogen03 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen03

Mit der Erscheinung des 4. Aortenbogens (gelb) ist der 1. Aortenbogen verschwunden und der 2. ist auch im Begriff sich zurückzubilden. Was bleibt, ist nur der ventrale Ansatz, die beiden Aortensackhörner (hellgrün), welche für die Durchblutung des Kopfes eine weitere Bedeutung haben werden (A. carotis interna und externa).

Abb. aortenbogen04 - Entwicklung Aortenbögen
media/module16/p7_Aortenbogen14a.gif

Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen04

Auch der 2. Aortenbogen ist nun verschwunden. Man nimmt heute an, dass es keinen 5. Aortenbogen gibt. Es sind in der Literatur höchstens feine Gefässaussprossungen beschrieben, welche aber keinen eigentlichen 5. Aortenbogen bilden. Sie bilden sich sodann auch schnell wieder zurück

Abb. aortenbogen05 - Entwicklung Aortenbögen
media/module16/p7_Aortenbogen14b.gif

Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen05

In der weiteren Entwicklung erscheint eine neue Aussprossung einerseits von der dorsalen Aorte, die später auf der linken Seite (rechts auf dem Bild) den Ductus arteriosus bilden wird. Rechts wird sie sich wieder zurückbilden. Andererseits sprossen vom Aortensack feine Gefässe aus, welche die beiden Lungenknospen umgeben und später beidseits die A. pulmonales bilden. Als ganzes bilden sie den 6. Aortenbogen (hellgelb) der auch als Lungenbogen bezeichnet wird.

Abb. aortenbogen06 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen06

Die dorsale Aussprossung aus der dorsalen Aorta gewinnt bald Anschluss an die ventrale. Nun ist der eigentliche 6. Aortenbogen (hellgelb) entstanden.

Abb. aortenbogen07 - Entwicklung Aortenbögen
media/module16/p7_Aortenbogen15b.gif

Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen07

Aus der dorsale Aorta sprossen eine ganze Reihe von intersegmentalen Arterien aus und bilden untereinander Anastomosen, woraus die A. vertebralis hervorgehen wird. Hier ist nur die 6. Intersegmentalarterie gezeichnet. Aus ihr wird später links und rechts die Arteria subclavia entstehen, denn durch verschiedene Umbauvorgänge (u. a. Deszensus des Herzens) rücken diese Gefässe im Verhältnis immer weiter nach oben bis auf die Höhe des 4. Aortenbogens.

Abb. aortenbogen08 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen08

Im oberen Bereich bilden sich nun verschiedene Gefässabschnitte wieder zurück, verlagern sich oder bilden sich neu. Der Abschnitt der Aorta dorsalis zwischen dem 3. und 4. Aortenbogen bildet sich links und rechts zurück. Die Verbindung zur dorsalen Aorta im kranialen Bereich bleibt über den dritten Aortenbogen bestehen. Daraus wird sich die A. carotis interna bilden. Neu spriesst von den beiden Aortensackhörnern ein Gefäss, die Arteria carotis externa (rosa) aus.

Abb. aortenbogen09 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen09

Ein weiterer Abschnitt, der rechte dorsale Anteil des 6. Aortenbogens oder Lungenbogens bildet sich wieder zurück. Der linke bleibt hingegen bestehen und ist für die pränatale Zeit überlebenswichtig, weil über diesen Ductus arteriosus das meiste Blut vom Lungenkreislauf in den grossen Kreislauf geshuntet wird. Die ventralen Anteile des 6. Aortenbogens bleiben beidseits bestehen und bilden die Aa. pulmonales. Die 6. Intersegmentalarterie rückt beidseits weiter nach oben.

Abb. aortenbogen10 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen10

Der rechte dorsale Anteil des 6. Aortenbogens (links auf dem Bild) ist nun ganz verschwunden. Im oberen Teil ist die A. carotis communis (hellgrün = Aortensackhörner) mit den beiden abgehenden Aesten, der A. carotis interna mit Anteilen aus dem 3. Aortenbogen und dorsalen Aorta und A. carotis externa als neue Gefässsprossung gut sichtbar. Zu sehen ist auch, dass sich der Ausflusstrakt vollständig in den Trunkus pulmonalis und die Aorta aufgeteilt hat. Dafür ist das aorto-pulmonale Septum, das sich im Ausflusstrakt gebildet hat verantwortlich.

Abb. aortenbogen11 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen11

Es bilden sich in der folgenden Entwicklung weitere Gefässabschnitte zurück. Hier ist die rechte Aorta dorsalis im Bereich zwischen 4. Aortenbogen und Fusionsstelle der linker und rechten Aorta dorsalis im Begriff sich zurückzubilden. Dies hat einen eindeutigen Zusammenhang mit der Verlagerung des Herzens nach links. Die 6. Intersegmentalarterie hat beidseits die Höhe des 4. Aortenbogens erreicht.

Abb. aortenbogen12 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen12

Der Gefässabschnitt der rechten Aorta dorsalis ist obliteriert. Es besteht nur noch ein kleines Relikt (rot), das mit dem 4. Aortenbogen (gelb) rechts und der 6. Intersegmentalarterie (grün) die rechte A. subclavia bildet.

Abb. aortenbogen13 - Entwicklung Aortenbögen
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Aorta dorsalis
1. Aortenbogen
2. Aortenbogen
3. Aortenbogen
4. Aortenbogen
6. Aortenbogen
Hörner des Aortensackes
Aortensack
6. intersegmentale Arterie
A. carotis externa
A. carotis interna

Legende
Abb. aortenbogen13

Am Ende der Embryonalperiode gleichen die Gefässe der Arterien im herznahen Bereich denjenigen des Erwachsenen mit Ausnahme des Ductus arteriosus. Dieser wird sich aber normalerweise nach Geburt zurückbilden.
Der Truncus brachiocephalicus bildet sich aus dem rechten Aortensackhorn, aus dem linken bildet sich die linke A. carotis communis.
Die linke A. subclavia hat sich aus der linken 6. Intersegmentalarterie gebildet.

Dieses sukzessive Erscheinen der Aortenbögen widerspiegelt das Prinzip morphologischen Adaptation des Gefässsystems an die verschiedenen Stadien der Entwicklung des Embryos.

Abb. 28a - Verbindung des Septum aorto-pulmonale mit den Trunkussepten
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Abb. 28b - Verbindung des Septum aorto-pulmonale mit den Trunkussepten
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  1. Septum aorto-pulmonale
  2. rechter Schenkel des Septum aorto-pulmonale
  3. linker Schenkel des Septum aorto-pulmonale
  4. oberer Trunkusschenkel
  5. unterer Trunkusschenkel
  6. Trunkus

Legende
Abb. 28a

Das Septum aorto-pulmonale wächst stromaufwarts aus Material zwischen Pharyngealbogen IV und VI. Es verbindet sich mit den beiden Trunkusschenkeln.

Abb. 28b
  • Die ersten 3 Bögen werden für die Versorgung der zervikalen und kranialen Regionen adaptiert und bilden u. a. das System der Karotisarterien (A. carotis interna [Stadium 11]), welche für die Versorgung von Gesicht und vorderen Teilen des Gehirns verantwortlich sind. Die A. carotis externa (Stadium 14) entsteht etwas später als eigenständiges Gefäss.
  • Mit der asymmetrischen Entwicklung des Herzens und der Auftrennung des Ausflusstraktes entwickelt sich auch der 4. Aortenbogen asymmetrisch. Der linke 4. Aortenbogen bleibt als Arcus aortae des Erwachsenen bestehen, der rechte bildet den proximalen Teil der A. subclavia dextra.
Mehr dazu
Für die Entwicklung des Ductus arteriosus ist wahrscheinlich die Expression von Hoxb5 der Neuralleistenzellen entlang des 6. Aortenbogens verantwortlich. Der Ductus arteriosus ist ein Gefäss vom muskulären Typ. Er wird pränatal durch den Einfluss von Prostaglandinen, die von der Plazenta stammen und durch den relativ niedrigen Sauerstoffpartialdruck (pO2) offen gehalten.

(vgl. Umstellung bei Geburt)

  • Es wird immer von 6 Aortenbögen gesprochen. Jedoch treten die letzten zwei nie in prominenter Bogenform in Erscheinung wie die ersten 4. Der 5. Aortenbogen bildet nur ein kleines Kapillarnetz und der 6. erscheint als prominentes Kapillarnetz mit der frühen Entwicklung von Trachea und Lungen. Er wird auch Pulmonalisbogen genannt. Nur seine nach vorne gerichtete dorsale Aussprossung aus der dorsalen Aorta bildet ein richtiges Gefäss, den Ductus arteriosus, welches durch den Anschluss an die linke ventrale Aussprossung aus dem Saccus aortae bzw. Trunkus pulmonalis, die Lunge kurzschliesst. So wird verhindert, dass das Blut des rechten Ventrikels die noch zarten Kapillaren der Lunge zu stark durchblutet.
  • Die A. subclavia sinistra entsteht aus der 6. A. intersegmentalis sinistra im Bereich des 6.-7. Zervikalsegmentes. Durch unterschiedliche Wachstumsvorgänge (vgl. Descensus des Herzens) scheint es verständlich, dass die Aorte (4. Aortenbogen) weiter nach unten gelangt und so die A. subclavia sinistra schliesslich als Abgang der Aorta erscheint.
    Man findet in der Literatur unterschiedliche Angaben über die Herkunft der linken A. subclavia. Manche Autoren nennen die 7. Intersegmentalarterie als Ursprung, andere wiederum die 6.
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Die detailliertere Darstellung des Abganges der Äste des Aortenbogens soll zeigen, wie die Asymmetrie der Gefässabgänge im Bereich des Arcus aortae ensteht.

Überblick über den Ursprung der Arterien, die von den Aortenbogenarterien stammen.