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Desenvolvimento do sistema cardiovascular Apresentação Nesta Unidade de Aprendizagem, estudaremos o desenvolvimento do sistema cardiovascular. A primeira indicação de formação cardíaca surge entre o 18° e o 19° dia de desenvolvimento, na área cardiogênica. Essa área corresponde ao mesoderma intraembrionário localizado em frente e dos lados da placa pré-cordal. Na área cardiogênica (no seu folheto esplâncnico), células agregam-se e organizam-se, formando dois cordões cardiogênicos de cada lado do embrião, os quais logo se canalizam e formam dois tubos endoteliais, isto é, os tubos endocárdicos. O coração, inicialmente tubular, sofre dobras e torções gradativas, até assumir sua forma definitiva. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Explicar a origem do sistema cardiovascular.• Identificar as estruturas do coração tubular.• Relacionar as modificações cardíacas e circulatórias nos períodos pré e pós-natais.• Infográfico Os primeiros vasos sanguíneos derivam-se do tecido angiogênico, isto é, do mesoderma extraembrionário que reveste o saco vitelino e seu pedículo, bem como a parede do córion. Conteúdo do livro O coração forma-se a partir de dois tubos endocárdicos que se originam do mesoderma esplâncnico da área cardiogênica, situada em frente e de cada lado da placa pré-cordal. Os dois tubos endocárdicos unem-se para formar um único tubo, em cujas paredes se formam os tecidos constituintes da parede cardíaca: miocárdio, pericárdio e endocárdio. Acompanhe o capítulo Desenvolvimento do Sistema Cardiovascular, da obra Histologia e Embriologia, para entender o desenvolvimento do sistema cardiovascular. Boa leitura! HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA Sofia Pizzato Scomazzon Desenvolvimento do sistema cardiovascular Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Explicar a origem do sistema cardiovascular. � Identificar as estruturas do coração tubular. � Relacionar as modificações cardíacas e circulatórias nos períodos pré e pós-natais. Introdução O sistema cardiovascular é o primeiro a ser formado no embrião. O seu objetivo é proporcionar, desde muito cedo, a distribuição de nutrientes e a retirada de resíduos provenientes do metabolismo. As suas câmaras são derivadas do coração primitivo — o coração tubular. As corretas modificações que ocorrem na transição entre a vida uterina e a vida pós-natal são de extrema importância para a sobrevivência do recém-nascido. Neste capítulo, você vai conhecer a origem do sistema cardiovas- cular, aprender a identificar as estruturas do coração tubular e saber relacionar as modificações cardíacas e circulatórias aos períodos pré e pós-natais. Origem do sistema cardiovascular O sistema cardiovascular é derivado, principalmente, do mesoderma esplânc- nico, do mesoderma paraxial e das células da crista neural (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). As primeiras estruturas dos vasos sanguíneos surgem a partir do mesoderma extraembrionário, que reveste o saco vitelino, seu pedúnculo e a parede do córion. Nesse local, surge, na terceira semana, um acúmulo de células mesenquimais que é conhecido como ilhotas de Wolff (Figura 1). As células mais externas dessas ilhotas se diferenciam em células endoteliais para formar os vasos, enquanto as mais internas têm a capacidade hematopoiética e se transformam em células sanguíneas primitivas. Posterior- mente, com a grande proliferação dessas células, cria-se uma rede vascular no pedúnculo (o que dá origem aos vasos umbilicais) e nas vilosidades coriônicas (criando, com isto, os vasos placentários). Mais tarde, o desenvolvimento dos vasos sanguíneos embrionários, a partir do mesoderma intraembrionário, deve fazer conexão com as estruturas extraembrionárias para que haja a correta circulação no embrião (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). Figura 1. Formação da circulação extraembrionária. Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 568). Desenvolvimento do sistema cardiovascular2 O desenvolvimento da área cardiogênica é a primeira indicação da formação do sistema cardiovascular do embrião, que se forma entre o 18° e o 19° dia de desenvolvimento. O sistema cardiovascular é formado a partir do meso- derma, que se divide em duas porções: uma porção somática e uma porção esplâncnica. Entre essas duas estruturas, há a cavidade pericárdica. Na porção esplâncnica, formam-se os agregados de células, que originam dois cordões cardiogênicos — um de cada lado do embrião —, os quais darão origem aos tubos endocárdicos (Figura 2b). Posteriormente, com o fechamento ventral do corpo do embrião, os dois tubos laterais se aproximam e se fundem na linha média, formando um tubo endocárdico único (Figuras 2c e 2d). O mesênquima que reveste o tubo endocárdico se espessa e forma o manto mioepicárdico (Figura 2d), que posteriormente forma o miocárdio e o epicárdio. Entre o manto mioepicárdico e o endotélio, é formada a geleia cardíaca (Figura 2d) — tecido conectivo gelatinoso que será posteriormente invadido pelo miocárdio e que também gera o tecido subendocárdico. Internamente, o coração é revestido por endotélio: o endocárdio (Figura 2d). Após o fechamento ventral do embrião, o coração está localizado ventralmente ao intestino anterior e caudalmente em relação à membrana bucofaríngea. O sistema cardiovascular já apresenta movimentação entre 22 e 24 dias de desenvolvimento embrionário (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). De forma simultânea com a fusão dos tubos endocárdicos, há a formação dos vasos primitivos. Primeiramente, formam-se as duas aortas (direita e esquerda) que faziam parte dos tubos endocárdicos, sendo estas chamadas de aortas dorsais. Nesse momento, surgem também os arcos aórticos, que são os vasos que possibilitam a comunicação entre as aortas ventrais e as dorsais. As aortas ventrais então se fundem, dando origem ao saco aórtico. Nos hu- manos, ocorrem cinco pares de arcos aórticos. Das aortas dorsais, partem as artérias intersegmentares que irrigam o tubo neural e o tubo digestório. A Figura 3 ilustra o desenvolvimento das aortas. O retorno do sangue se dá pelas veias cardinais anteriores e posteriores, as quais se unem para compor as veias cardinais comuns (também chamadas de ductos de Cuvier) e desem- bocam no seio venoso. A circulação extraembrionária se dá pelas artérias e veias vitelinas, que irrigam o saco vitelino e terminam no seio venoso, e por intermédio das artérias e das veias umbilicais, que se dirigem à placenta e também terminam no seio venoso. Nesse caso, as artérias umbilicais trans- portam sangue venoso para ser oxigenado pela placenta (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). A Figura 4 ilustra os vasos intra e extraembrionários. 3Desenvolvimento do sistema cardiovascular Figura 2. Desenvolvimento do tubo endocárdico. Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 570). Desenvolvimento do sistema cardiovascular4 Figura 3. Desenvolvimento das aortas. Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 579). Figura 4. Vasos intra e extraembrionários. Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 572). 5Desenvolvimento do sistema cardiovascular Estruturas do coração tubular O tubo endocárdico, ou coração tubular, é formado pela junção dos dois tubos endocárdicos laterais, como dito anteriormente. Ele deve crescer, alongar-se e se dobrar para caber na cavidade pericárdica. É possível identificar quatro cavidades cardíacas primitivas no coração tubular: bulbo cardíaco, ventrículo primitivo, átrio primitivo e seio venoso. Do bulbo cardíaco (estrutura mais rostral), sai o tronco arterial (também chamado de tronco-cone), que pos- teriormente se dilata, formando o saco aórtico (precursor do arco aórtico). O seio venoso, estrutura mais caudal, recebe as veias vitelinas, umbilicais e cardinais comuns (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). Os dobramentos que ocorrem no tubo endocardíaco ocorrem tanto no plano frontal quanto no sagital.No dobramento frontal, o bulbo cardíaco e o ventrículo primitivo formam uma estrutura de alça (alça bulboventricular). No dobramento sagital, o átrio primitivo (que primeiramente se encontra na região caudal) se dobra e abraça o bulbo cardíaco e o ventrículo primitivo, ficando em uma posição mais cranial. Posteriormente, uma parte do seio venoso dá origem ao seio coronário, enquanto a outra é incorporada pelo átrio direito, formando o sinus venarum — porção de musculatura lisa no átrio direito (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012; MOORE; PERSAUD, 2008). A Figura 5 ilustra os dobramentos do tubo endocardíaco. A comunicação entre o átrio e o ventrículo ocorre, inicialmente, pelo canal atrioventricular. Esse canal é dividido pelo septo intermédio, um espes- samento dos coxins endocárdicos atrioventriculares. Com o crescimento do átrio primitivo sobre o tronco-cone, há o aparecimento do septum primum, um crescimento de tecido na parede do átrio para dividir entre esquerdo e direito. O espaço entre o septum primum e o septo intermédio é chamado de ostium primum. Esse espaço vai se fechando à medida que o coração se desenvolve, permanecendo apenas uma pequena porção para a comunicação entre os átrios — o ostium secundum —, sendo esta muito importante para o desenvolvimento fetal. Há também o desenvolvimento do septum secundum, outro crescimento de tecido ao lado do septum primum. Como dito ante- Desenvolvimento do sistema cardiovascular6 riormente, a divisão entre átrio esquerdo e direito não é completa durante o desenvolvimento fetal, permanecendo uma passagem, a qual é chamada de forame oval ou janela de Botal. Por essa razão, durante a vida fetal, o sangue que chega ao átrio direito passa para o átrio esquerdo por essa abertura, que é fechada após o nascimento (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). A Figura 6 demonstra como ocorrem as divisões cardíacas. Figura 5. Dobramentos do tubo endocardíaco (ou coração tubular). Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 571). 7Desenvolvimento do sistema cardiovascular Figura 6. Divisões das câmaras cardíacas. Fonte: Garcia e García Fernández (2012, p. 574). A separação dos ventrículos acontece de forma completa durante a vida fetal. O septo interventricular cresce a partir do assoalho do ventrículo em direção ao septo intermédio. O septo é formado por uma porção muscular e uma membranosa. A porção muscular fica mais próxima ao assoalho do ventrículo (próximo ao ápice do coração), enquanto a membranosa conecta a porção muscular ao septo intermédio (Figura 6). Desenvolvimento do sistema cardiovascular8 Há também a ocorrência de septações no tronco-cone (Figura 7). Inicial- mente, aparecem cristas em sua parede interna, as quais se proliferam e se unem na linha média, dividindo o lúmen em dois canais: o tronco aórtico e o tronco pulmonar. A septação acontece a partir das raízes do quarto e do sexto arcos aórticos, progredindo em espiral em direção aos ventrículos, de modo a formar as artérias pulmonar e aorta. As cristas também estão envolvidas no desenvolvimento do septo interventricular, contribuindo, portanto, para o direcionamento das duas artérias — pulmonar (ventrículo direito) e aorta (ventrículo esquerdo) (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). Figura 7. Septação do tronco-cone. Fonte: Adaptada de Moore e Persaud (2016). 3 2 2 1 1 TP TP TP A A A Septo aortico pulmonar Canal atrioventricular direito Septo interventricular Aorta Tronco pulmonar Tronco pulmonar Aorta Septo aortico pulmonar Aorta ascendente Tronco pulmonar Aorta Septo aortico pulmonar Artéria pulmonar esquerda 9Desenvolvimento do sistema cardiovascular As valvas atrioventriculares (tricúspide e mitral) se desenvolvem a partir de um espessamento de tecido do orifício atrioventricular (Figura 8). Essas valvas são escavadas no tecido ventricular, sendo parte do miocárdio substituído por cordões fibrosos — os chordae tendineae — apoiados nos músculos papilares. Da mesma forma, as valvas semilunares (aórticas e pulmonares) se desenvol- vem a partir de um espessamento do tecido do orifício originado da aorta e do tronco pulmonar. Elas surgem juntamente com a divisão do tronco-cone, com o crescimento de cristas secundárias nesses vasos, de modo a formar os três folhetos das valvas semilunares (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). Figura 8. Formação das valvas atrioventriculares. Fonte: Adaptada de Moore e Persaud (2016). Veia cava superior Crista terminal Válvulas da valva tricúspide Valva mitral em desenvolvimento Porção membranosa do septo interventricular Trabéculas cárneas Feixe atrioventricular (AV) Ramos do feixe AV Músculo papilar Cordas tendíneas (chordae tendíneae) Válvulas da valva mitral Nó atrioventricular (AV) Forame oval Nó sinoatrial (SA) Porção muscular do septo interventricular Modificações cardíacas e circulatórias nos períodos pré e pós-natais A correta mudança circulatória que ocorre do feto para o recém-nascido é importante para permitir a adequada oxigenação pós-natal. As estruturas mais importantes nessa troca de sistema circulatório são o ducto venoso, o forame oval e o ducto arterial (MOORE; PERSAUD, 2008). As Figuras 9 e 10 ilustram as circulações pré e pós-natais. Desenvolvimento do sistema cardiovascular10 Figura 9. Circulação fetal. Fonte: Adaptada de Moore e Persaud (2016). Arco da aorta Ducto arterioso (DA) Tronco pulmonar Veias pulmonares Átrio esquerdo Valva do forame oval Aorta descendente Esfíncter Intestino Rim Bexiga urinária Artéria ilíaca interna Membro inferior Placenta Artérias umbilicais Umbigo Veia umbilical Veia porta Veia cava inferior Ventrículo direito Veia hepática esquerda Ducto venoso Saturação de oxigênio do sangue Alto conteúdo de oxigênio Médio conteúdo de oxigênio Baixo conteúdo de oxigênio Átrio direito Forame oval Pulmão Veia cava superior 11Desenvolvimento do sistema cardiovascular Figura 10. Circulação neonatal. Fonte: Adaptada de Moore e Persaud (2016). Veia cava superior Pulmão Forame oval fechado pela valva formada pelo septum primum Átrio direito Arco da aorta Ligamento arterioso Tronco pulmonar Veias pulmonares Átrio esquerdo Aorta descendente Veia hepática direita Veia cava inferior Veia hepática esquerdaLigamento venoso Intestino Rim Bexiga urinária Artéria vesical superior Veia porta Ligamentum teres Umbigo Ligamento umbilical médio Artérias umbilicais Membro inferior Artéria ilíaca interna Saturação de oxigênio do sangue Alto conteúdo de oxigênio Baixo conteúdo de oxigênio Circulação fetal Durante o período fetal, o sangue proveniente da veia umbilical tem 80% de saturação de oxigênio. A maior parte do sangue que chega ao feto vai diretamente para a veia cava inferior, no entanto, uma pequena porção de sangue entra nos sinusoides do fígado e se mistura com a circulação portal. Um mecanismo de esfíncter no ducto venoso (pelo qual o sangue passa e chega Desenvolvimento do sistema cardiovascular12 ao feto) controla a passagem de sangue para o coração e o fígado. Quando há alta pressão sanguínea durante as contrações uterinas, por exemplo, esse esfíncter se fecha, o que permite que mais sangue flua para o sistema porta do fígado e previne sobrecargas ao coração (SADLER, 2013). Chegando ao coração, o sangue entra pelo átrio direito e é levado ao forame oval, no qual a maior parte do sangue é levada até o átrio esquerdo. Do átrio esquerdo, o sangue segue para o ventrículo esquerdo e então para a aorta ascendente. Os primeiros tecidos a receberem sangue rico em oxigênio são o músculo cardíaco (pela artéria coronária) e o cérebro (pela artéria carótida). O sangue pobre em oxigênio que chega ao coração pela veia cava superior entra no átrio e no ventrículo direitos e segue para os pulmões. No período fetal, o sistema vascular do pulmão apresenta muita resistência, por essa razão, a maior parte do sangue que flui para os pulmões é desviada pelo ducto arterial paraa aorta descendente. Após a passagem pela aorta descendente, o sangue segue para as artérias umbilicais para ser oxigenado pela placenta. Nesse momento, a saturação de oxigênio no sangue que segue para a placenta é de 58%. Durante o trajeto do sangue da placenta até os órgãos do feto, ocorre a mistura de sangue oxigenado com sangue pobre em oxigênio. Os locais em que ocorre a mistura desses dois tipos de sangue são: fígado, veia cava inferior, átrio direito, átrio esquerdo e entrada do ducto arterial na aorta descendente (SADLER, 2013; MOORE; PERSAUD, 2008). Alterações no nascimento As alterações que ocorrem no sistema circulatório ao nascer se devem à parada do fluxo sanguíneo da placenta e ao início da respiração. Após o nascimento, há o fechamento das artérias umbilicais que é causado pela contração da musculatura lisa da sua parede. Essa contração ocorre para evitar a perda de sangue do recém-nascido. O estímulo para a contração é provavelmente rela- cionado à mudança de temperatura, aos estímulos mecânicos e à variação da tensão de oxigênio. A parte distal das artérias forma os ligamentos umbilicais médios e a parte proximal forma as artérias vesicais superiores. Já as veias umbilicais e o ducto venoso se fecham alguns minutos após o fechamento das artérias, permitindo, ainda, o fluxo de sangue da placenta para o recém- -nascido. A veia umbilical forma o ligamento redondo hepático, ao passo que o ducto venoso forma o ligamento venoso (SADLER, 2013; GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). 13Desenvolvimento do sistema cardiovascular O ducto arterial se fecha imediatamente após o nascimento e a contração da sua musculatura lisa é mediada pela bradicinina, que é liberada pelos pulmões na primeira inspiração. O ducto arterial forma o ligamento arterial, já o fechamento do forame oval é causado pelo aumento de pressão no átrio esquerdo em conjunto com a diminuição da pressão no átrio direito, sendo que a primeira respiração também contribui para o fechamento do forame oval. Seu fechamento completo ocorre com cerca de 1 ano pós-natal. Entretanto, o forame pode se abrir novamente temporariamente nos primeiros dias de vida durante o choro do bebê, causando quadros de cianose no recém-nascido (SADLER, 2013). Com a parada de fluxo sanguíneo da placenta, há uma diminuição da pressão na veia cava inferior e no átrio direito. Ao iniciar a respiração, acontece a expansão do pulmão e a diminuição da resistência dos vasos, o que, con- sequentemente, aumenta o fluxo sanguíneo nesse tecido e também contribui para a diminuição da pressão no átrio direito. O sangue flui pelo pulmão em vez do ducto arterial, que está obliterado. A pressão no átrio esquerdo sobe com o aumento do fluxo de sangue para os pulmões e devido ao fechamento do desvio de sangue da aorta. O aumento de pressão do átrio esquerdo e a diminuição de pressão do átrio direito fazem com que o forame oval se feche (GARCIA; GARCÍA FERNÁNDEZ, 2012). Assista ao vídeo, em inglês, disponibilizado no link a seguir para revisar os seus conhe- cimentos sobre o desenvolvimento do sistema cardiovascular. https://qrgo.page.link/M2BGu GARCIA, S. M. L.; GARCÍA FERNÁNDEZ, C. Embriologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. MOORE; PERSAUD, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia clínica. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. Desenvolvimento do sistema cardiovascular14 MOORE; PERSAUD, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia clínica. 10. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. SADLER, T. W. Langman: embriologia médica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koo- gan, 2013. Leituras recomendadas EYNARD, R.; VALENTICH, M. A.; ROVASIO, R. A. Histologia e embriologia humanas: bases celulares e moleculares. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 12. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 15Desenvolvimento do sistema cardiovascular Dica do professor Assista à dica do professor sobre noções do desenvolvimento do sistema cardiovascular. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/949c1bd2a27c1669c8ee905aacbafa0e Exercícios 1) Os tubos endocárdicos são formados: A) Do ectoderma. B) Do mesoderma. C) Do endoderma. D) Dos somitos. E) Nenhuma resposta certa. 2) As cavidades cardíacas primitivas estão dispostas na seguinte ordem, em sentido craniocaudal: A) Bulbo cardíaco, átrio primitivo, ventrículo primitivo, seio venoso. B) Bulbo cardíaco, ventrículo primitivo, átrio primitivo, seio venoso. C) Seio venoso, átrio primitivo, ventrículo primitivo, bulbo cardíaco. D) Átrio primitivo, ventrículo primitivo, seio venoso, bulbo cardíaco. E) Nenhuma resposta certa. 3) No seio venoso desembocam os seguintes vasos: I - Umbilicais. II - Vitelinos. III - Cardinais comuns. A) Somente a afirmativa I está correta. B) II e III estão corretas. C) Somente a afirmativa III está correta. D) I, II e III. E) I e II estão corretas. 4) Ao desembocar no átrio direito, o sangue fetal oxigenado passa na sua maior parte para o átrio esquerdo através do: A) Forame oval. B) Comunicação interventricular. C) Foramen primium. D) Ducto arterioso. E) Nenhuma resposta certa. 5) Contração dos vasos umbilicais, oclusão do forame oval e diminuição da resistência capilar pulmonar são: A) Malformações. B) Anomalias congênitas. C) Desenvolvimento embrionário normal. D) Emergências cirúrgicas. E) Mudanças circulatórias normais ao nascimento. Na prática Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Sistema Cardiovascular Veja neste vídeo um pouco mais sobre o assunto Sistema Cardiovascular Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Medicina Cardiovascular de Harrison Loscalzo, Joseph. Medicina Cardiovascular de Harrison. Seção I (p. 2-15) Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! https://www.youtube.com/watch?v=8T-y6XQRYF0
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