L'œsophage se forme au cours de la quatrième semaine de vie fœtale lorsque le pharynx primitif est divisé en deux par deux plis latéraux - les plis trachéo-œsophagiens - qui fusionnent sur la ligne médiane pour former le septum trachéo-œsophagien. Par ce processus, le tube ventral délimite la future trachée et le tube dorsal est l'œsophage primordial.
L'endoderme qui tapisse l'œsophage prolifère pour remplir la lumière. Chez l'embryon tardif, elle est recanalisée par la perte de cellules au centre de la lumière. Ce stade marque la formation de l'épithélium définitif de l'œsophage. Une recanalisation excessive peut conduire à des diverticules.
L'œsophage est relativement court au début de la vie fœtale, mais il grandit de manière disproportionnée par la suite. Une croissance insuffisante peut favoriser la hernie de l'estomac dans la cavité thoracique.
La rotation de l'estomac vers la gauche au cours du développement entraîne celle de l'œsophage. Par conséquent, le nerf vague gauche vient se placer en avant et le nerf vague droit en arrière sur l'œsophage inférieur.
Un positionnement anormal de la cloison trachéo-œsophagienne peut entraîner une fistule trachéo-œsophagienne.
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