Capítulo 12 - Desenvolvimento das células do sangue, do coração e do sistema vascular - Embriologia Veterinária Poul Hyttel

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Capítulo 12
Desenvolvimento das células do sangue, do coração e do sistema
vascular
Poul Hyttel
Durante as fases iniciais do desenvolvimento, o embrião é nutrido pela difusão do
fluido secretado pelas glândulas uterinas para dentro da cavidade do útero. Com o
aumento do tamanho e da complexidade do embrião, este necessita de um sistema
circulatório para distribuir o oxigênio e nutrientes e remover dióxido de carbono e
metabólitos. Para atender essa demanda metabólica de acordo com o crescimento do
embrião, o sistema circulatório, incluindo o coração, as artérias, as veias e o
sangue, começa a se desenvolver logo na terceira semana de gestação.
O sangue e os vasos sanguíneos são originados dos hemangioblastos presentes
na parede do mesoderma visceral do saco vitelino. Uma área contendo cavidades
formadoras de sangue é estabelecida no mesoderma visceral na porção anterior do
embrião. Nesta região há a formação de uma estrutura em formato de ferradura em
torno das porções anterior e lateral da placa neural (Fig. 12-1). Esta estrutura é
denominada campo cardiogênico e, uma cavidade pericárdica se desenvolve do
celoma intraembrionário adjacente a essa região. Gradualmente, as cavidades
formadoras de sangue se agrupam para formar um tubo em formato de ferradura, o
tubo endocárdico, revestido por células endoteliais. Esse tubo é então envolto por
mioblastos (os quais se desenvolvem do mesênquima) para formar o miocárdio. Na
superfície do miocárdio, o mesoderma visceral da cavidade pericárdica forma o
epicárdio, desse modo completando a formação do tubo cardíaco.
279
Fig. 12-1 A: Vista dorsal do embrião após a remoção das pregas amnióticas A região
cardiogênica (1) é vista como uma estrutura localizada anteriormente com formato de
ferradura. 2: Placa neural; 3: Fossa neural; 4: Extremidade cortada da prega amniótica; 5: Nó
primitivo; 6: Linha primitiva. B: Secção transversal a altura da linha ‘B’. 7: Ectoderma neural;
8: Mesoderma; 9: Endoderma; 10: Celoma intraembrionário; 11: Mesoderma visceral; C: Secção
medial através do embrião. 12: Região cardiogênica; 13: Cavidade pericárdica.
Na superficie da região cardiogênica, grupos de angioblastos também se
organizam em cada lado da linha mediana do embrião. Esses grupos de angioblastos
bilaterais se desenvolvem em tubos revestidos por células endoteliais – as duas
aortas dorsais. A dobra anteroposterior do embrião por cerca de 180 graus na
extremidade do disco embrionário frontal transloca o tudo cardíaco em formato de
ferradura, incluído na cavidade pericárdica, deslocando-o da posição anterior para a
posição ventral (Fig. 12-2). Neste processo, as extensões posteriores do tubo cardíaco
em formato de ferradura são transformados em extensões anteriores que originam as
duas aortas ventrais definindo as futuras saídas do coração (Fig. 12-3). Ainda,
devido a esse dobramento anteroposterior do tubo cardíaco, as duas aortas ventrais
se estendem na direção anterior, localizando-se ventralmente às porções anteriores
das aortas dorsais. Essa relação espacial permite que as aortas dorsais e ventrais de
cada lado se comuniquem pelos arcos aórticos que correspondem aos arcos
faríngeos ou branquiais (veja “Os arcos aórticos”, neste capítulo). As aortas ventrais
e dorsais, juntamente com os arcos aórticos, formam a arquitetura do sistema
arterial enquanto a porção que se apresenta inicialmente curvada da região ou
campo cardiogênico dá origem ao coração (Fig. 12-4). Ao mesmo tempo, os sistemas
coletores bilaterais, que retornam o sangue do sistema arterial para o coração, dão
origem à base do sistema venoso o qual se torna conectado com a porção crescente
posterior do tubo cardíaco em formato de ferradura definindo as entradas do coração
(Fig. 12-3). O desenvolvimento do coração, dos sistemas arterial e venoso será
descrito a seguir mais detalhadamente. O sistema linfático está descrito no Capítulo
280
13.
Fig. 12-2 Posicionamento do coração em desenvolvimento A: O disco embrionário
trilaminar, composto pelo ectoderma (1), mesoderma (2), e endoderma (3), se projeta para a
cavidade amniótica (4) e delimita o saco vitelino primitivo (5) ventralmente. As setas indicam
o dobramento craniocaudal do disco embrionário. A região cardiogênica é vista anteriormente
(6). 7: Celoma extraembrionário. B: O coração em desenvolvimento (8) é trazido
ventrocaudalmente. 9: Broto amniótico. C: O intestino primitivo (10) foi formado por meio das
dobras craniocaudal e lateral do disco embrionário e o coração em desenvolvimento (8) foi
deslocado para uma posição mais ventral. 11: Saco vitelino; 12: Alantoide. D: O coração em
desenvolvimento (8) é posicionado próximo da sua posição final e o alantoide está aumentado.
Modificado de Sadler (2004).
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Fig. 12-3 Posicionamento do coração e o desenvolvimento das aortas dorsais e ventrais. A:
Vista dorsal do embrião apresentando anteriormente a região cardiogênica (1). B: Com a dobra
craniocaudal do embrião, o tubo cardíaco (2) é trazido para a posição caudoventral. O
desenvolvimento das aortas dorsais aproxima o tudo cardiogênico. C-E: O tubo cardiogênico
(2) é posicionado ventralmente às aortas dorsais (3) e as veias vitelinas (4) aproximadas ao
tubo cardiogênico. F: A porção caudal do tubo cardiogênico se funde (5) com a porção cranial
das veias vitelinas. G: A porção caudal da aorta dorsal se funde (6) e há a fusão do dois lados
do tubo cardíaco (7). H: As aortas dorsais (8) e ventrais (9) estão formadas, e o coração em
desenvolvimento forma o bulbo arterioso (10), ventrículo (11) e átrio (12). I: Visão global do
posicionamento do coração em desenvolvimento e das aortas ventrais e dorsais. 13: Cavidade
pericárdica; 14. Septo transverso; 15: Intestino primitivo; 16: Vesículas cerebrais.
Modificado de McGaedy et al. (2006).
282
Fig. 12-4 Visão global do sistema vascular durante o desenvolvimento 1: Coração em
desenvolvimento; 2: Arcos aórticos no lado direito; 3: Aortas dorsais; 4: Aortas ventrais; 5:
Veias cardinais craniais; 6: Veias cardinais comuns; 7: Veias cardinais caudais; 8: Veias
umbilicais; 9: Artérias umbilicais; 10: Artérias vitelinas; 11: Veias vitelinas.
Modificado de Sadler (2004).
Formação das células do sangue
O processo de formação das células do sangue, a hematopoese, ocorre em três
períodos que se sobrepõem. O primeiro, denominado período mesoblástico da
formação do sangue, ocorre no saco vitelino. O segundo, chamado de período
hepatolienal, é o período no qual o fígado e o baço se tornam os principais órgãos
formadores de sangue. No terceiro, também conhecido como período medular, a
medula óssea assume o papel do principal órgão formador de sangue.
O período mesoblástico
As primeiras células sanguíneas aparecem na parede do mesoderma visceral do saco
vitelino durante os estádios iniciais do desenvolvimento (Fig. 12-5); em bovinos,
essas células podem ser encontradas em embriões que apresentam comprimento
craniocaudal de 4 mm. As primeiras ilhotas sanguíneas são formadas em grandes
regiões do mesoderma e se tornam colonizadas pelos grupos de hemangioblastos,
nas quais as células externas se diferenciam em angioblastos, formando as células
endoteliais, e as células internas em células sanguíneas primitivas. Essas ilhas
vasculares se unem em unidades maiores e as células endoteliais formam tubos
estabelecendo os primeiros vasos sanguíneos. Esse processo de formação espontânea
dos vasos sanguíneos é denominado vasculogênese. Subsequentemente, a primeira
geração de novos vasos ocorre por brotamento – um processo conhecido por
angiogênese. As primeiras células sanguíneas a serem formadas são os eritrócitos
283
nucleados. Essa eritropoiese primitiva depende na formação de células-tronco
eritropoiéticas que necessitam estar em contato com o hipoblasto, que recobre o saco
vitelino, para que mantenham suas funções de células-tronco. A eritropoiese
primitiva evolui em poucos dias à eritropoiese madura que origina eritrócitos
anucleados. Em bovinos, eritrócitos nucleados constituem 90% a 100% da populaçãoeritrocítica em embriões com comprimento craniocaudal de 10 a 16 mm; no entanto,
embriões com comprimento craniocaudal de 23 a 30 mm, essa população representa
25% a 50% das células. Estudos mais recentes demonstraram que o saco vitelino tem
um potencial hematopoiético limitado comparado com o potencial evidenciado na
regiãointraembriônica da aorta-gônada-mesonefros (AGM) intraembriônica que
surge logo após o desenvolvimento do saco vitelino. Esta região aparentemente
possui células-tronco que contribuem com a hematopoiese durante os dois períodos
seguintes.
Fig. 12-5 Embrião de suínos no dia 16 do desenvolvimento mostrando os vasos sanguíneos
em desenvolvimento na parede do saco vitelino (1). O coração em desenvolvimento, com seu
ventrículo (2) e átrio (3), dobrado na sua posição ventral.
Período hepatolienal
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O período hepatolienal da hematopoiese começa em embriões que apresentam
comprimento craniocaudal de 8 mm em bovinos. Aos 10 mm, numerosas células-
tronco eritropoiéticas podem ser encontradas tais como as células da linhagem
megacariocítica, e com o comprimento craniocaudal variando entre 12 a 13 mm de
granulócitos neutrofílicos no fígado. A atividade hematopoiética é baseada em
células-tronco derivadas do septo transverso e ocorre em uma região extravascular,
na qual as células do sangue recém-formadas entram nos vasos por meio de
diapedese. O fígado se torna o órgão hematopoiético predominante quando o
comprimento craniocaudal chega a 18 mm, e sua atividade persiste até o momento
em que o embrião atinge 35 mm, em torno do quinto mês de gestação. Durante o
sexto mês, a atividade formadora de sangue do fígado diminui e se encerra ao
nascimento. O baço tem a função hematopoiética do terceiro ao sétimo mês de
gestação em bovino.
O período medular
A medula óssea começa sua atividade hematopoiética no embrião bovino que
apresenta comprimento craniocaudal por volta de 18 cm durante o quarto mês de
gestação. As células-tronco hematopoiéticas são provavelmente derivadas do fígado.
O coração
O coração se desenvolve do tubo cardíaco em formato de ferradura após dobramento
embrionário que o reposiciona dentro da cavidade pericárdica ventral ao disco
embrionário (Fig. 12-3). As extensões anteriores do tubo em formato de ferradura se
desenvolvem nas duas aortas ventrais enquanto que a porção crescente posterior
entra em contato com o sistema venoso em desenvolvimento. Em paralelo com o
prega anteroposterior, um dobramento lateral move as prega laterais do disco
embrionário em direção a outra linha mediana do embrião. Essa prega aproxima
gradualmente as porções posteriores das duas aortas ventrais ao intestino anterior;
por fim as porções das duas aortas se fusionam e formam um tubo único o qual se
estende anteriormente ao tubo cardíaco (Fig. 12-3). Em sua extremidade anterior, o
tubo cardíaco será alinhado com as duas aortas ventrais, definindo as saídas do
coração; e sua extremidade posterior será unida com o sistema venoso, definindo as
entradas do coração. O tubo cardíaco se expande em diâmetro e começa a bombear
sangue para as aortas ventrais, para o sistema de arco aórtico e consequentemente
para as aortas dorsais. Em contrapartida, o tubo cardíaco recebe a drenagem venosa
no polo posterior. Os batimentos coordenados do coração embrionário começam por
volta do dia 22 da gestação nos suínos, dia 23 em cães e bovinos, e dia 24 em
285
equinos.
Neste estádio do desenvolvimento, o coração consiste em um tubo simples. Antes
do coração dos mamíferos desenvolver as quatro câmaras que circula o sangue para o
corpo e para os pulmões separadamente, o tubo cardíaco sofre primeiro uma volta
em laço (loop) e então uma divisão interna.
Segmentação do tubo cardíaco e a formação da volta em laço
O tubo cardíaco na cavidade pericárdica é suspenso pelo mesocárdio dorsal e pelo
mesocárdio ventral (este último involui em poucos dias). Algumas porções do tubo
cardíaco se expandem mais rapidamente que as outras, resultando em um tubo
segmentado com dilatações separadas por reentrâncias (Fig. 12-3). Na ordem
posteroanterior, as porções expandidas do tubo cardíaco são denominadas seios
venosos, onde os vasos se abrem dentro do tubo cardíaco, o átrio, o ventrículo, o
bulbo arterioso e o tronco arterioso, onde são encontradas a saída da aorta
ventral (Figs. 12-6, 12-7). O tronco arterioso é formado pelas células originadas na
crista neural. As porções expandidas do tubo cardíaco são conectadas por canalículos.
O tubo cardíaco cresce para fora da cavidade pericárdica, e é fixado ao pericárdio em
ambas as extremidades, o tubo se torna em formato de U com a curvatura do U (a
junção entre o ventrículo e o bulbo arterioso) direcionada ventralmente. A curvatura
é proeminente e forma a protuberância cardíaca que é claramente vista pelo lado de
fora do embrião e é característica desse estádio do desenvolvimento. Pelo menos em
bovinos, a formação da volta em laço ocorre no estádio de somito (10-12), aos 22
dias da gestação. Durante todo esse processo, o coração em desenvolvimento bate a
um ritmo determinado por um marca-passo no seio venoso. A princípio, o seio
venoso e o átrio não são inclusos dentro da cavidade, mas gradualmente se torna
cercado pelo pericárdio. Durante esse cerceamento, o átrio se torna posicionado
dorsal ao ventrículo, e a volta assume a forma de “S” em vez de um “U”.
Novamente em bovinos, o processo ocorre no estádio de 20 somitos, em geral aos 23
dias de gestação. À medida que começa a formação das voltas o tubo tem parede lisa,
no entanto, as regiões em cada lado do forame interventricular primário (entre o
ventrículo e o bulbo arterioso) desenvolve trabéculas. A porção trabeculada do
ventrículo origina o futuro ventrículo esquerdo enquanto que a porção trabeculada
do bulbo arterioso origina o futuro ventrículo direito.
286
Fig. 12-6 Aspectos ventrais e esquerdos da segmentação e a formação da volta do coração a
estágios progressivos do desenvolvimento (A-D). 1: Tronco arterioso; 2: Bulbo arterioso; 3:
Ventrículo; 4: Átrio; 5: Cavidade pericárdica; 6: Seio venoso; 7: Septo transverso; 8: Arcos
aórticos; 9: Aortas dorsais.
Modificado de McGaedy et al. (2006).
287
Fig. 12-7 Coração em desenvolvimento de embriões de suínos no dia 21 (A) e 31 (B) do
desenvolvimento. A: 1: Ventrículo; 2: Átrio. B: Aspectos laterais do coração de embriões suínos
nos dias 21 e 31 da gestação. 1: Ventrículo; 3: Bulbo arterioso; 4: Tronco arterioso; 5: Aurícula
esquerda; 6: Aurícula direita; 7: Ventrículo esquerdo; 8: Ventrículo direito; 9: Cone arterioso.
Formação das quatro câmaras do coração
O coração em desenvolvimento é dividido por septos complexos. Contudo esse é um
processo contínuo no qual os septos diferentes se desenvolvem paralelamente. Nesta
seção, a descrição de cada septo individual será feita individualmente para
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simplificar o entendimento. Inicialmente será considerado a expansão do átrio por
sua incorporação do seio venoso e das porções do sistema venoso.
Incorporação do seio venoso ao átrio
As primeiras veias a abrir dentro do seio venoso são as veias vitelinas ou
onfalomesentéricas (veja “Desenvolvimento do sistema venoso”, mais adiante neste
capítulo), seguida pelas veias umbilical e cardinal. Os três pares de veias são
conectados com o seio venoso de certo modo que o seio forma os cornos direito e
esquerdo (Fig. 12-8). Gradualmente, a entrada venosa do lado direito do coração
é favorecida e a abertura do seio venoso para o átrio se move para a direita e se
torna mais estreita. Durante esse processo, uma parte da porção direita do seio
venoso (o corno do seio direito) se funde com o átrio (Fig. 12-9). A margem em forma
de crista entre o seio incorporado e o átrio desenvolve-se na crista terminal ao
passo que a margem medial desenvolve-se no septo secundum, (veja “Divisão do
átrio”, neste capítulo). A porção anterior do corno do seio direito desenvolve-se na
parte da veia cava cranial que se abre no átrio direito, enquanto que a porção
posterior desenvolve-se na porçãocorrespondente da veia cava caudal. O corno do
seio esquerdo, por fim, desenvolve-se no seio coronário. O átrio direto original
persiste como aurícula direita, enquanto que a porção que apresenta parede lisa do
átrio desenvolve-se do seio venoso incorporado anteriormente.
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Fig. 12-8 Aspectos dorsais do desenvolvimento do sistema venoso na região do coração. 1:
Abertura sinoatrial; 2: Corno do seio direito; 3: Corno do seio direito; 4: Átrio; 5: Ventrículo; 6:
Bulbo arterioso; 7: Veias cardinais anteriores esquerda e direita; 8: Veias cardinais posteriores
esquerda e direita; 9: Veias umbilicais direita e esquerda; 10: Veias vitelinas direita e esquerda;
11: Átrio esquerdo; 12: Átrio direito; 13: Ventrículo esquerdo; 14: Ventrículo direito; 15: Átrio
esquerdo; 16: Artérias pulmonares; 17: Aorta; 18: Veia cava cranial; 19: Veia cava caudal; 20:
Seio coronário.
Modificado de Sadler (2004).
Fig. 12-9 Incorporação do corno do seio direito e das veias pulmonares para dentro do átrio
em dois estádios do desenvolvimento (A, B). 1: Abertura do corno do seio direito para dentro
do átrio; 2: Abertura das veias pulmonares para dentro do átrio; 3: Septo primário; 4: Óstio
primário; 5: Porção incorporada do corno do seio direito; 6: Porção incorporada das veias
pulmonares; 7: Aurícula direita; 8: Aurícula esquerda; 9: Abertura da veia cava caudal; 10:
Abertura da veia cava cranial; 11: Septo secundário; 12: Forame oval; 13: Crista terminal.
Modificado de Sadler (2004).
Enquanto o seio venoso está sendo incorporado ao lado direito do átrio, as veias
pulmonares começam a se abrir no lado esquerdo. Inicialmente, elas se abrem por
meio de uma única abertura da cavidade comum na qual ocorre a drenagem das
quatro veias pulmonares. Em seguida, a cavidade comum é incorporada ao átrio
resultando em quatro aberturas individuais para as veias pulmonares (Fig. 12-9). O
átrio esquerdo original persiste como a aurícula esquerda, enquanto que as porções
de parede lisa do átrio são formadas pelas porções incorporadas das veias
pulmonares.
290
Divisão do canal atrioventricular
Na altura do canal atrioventricular, a parede cardíaca interna apresenta um
espessamento anterior e posterior denominados coxins endocárdicos, os quais
crescem até se fundirem na linha mediana do canal para formar o septo
intermediário (Fig. 12-10). Este septo divide o canal em canais atrioventricular
direito e esquerdo.
Fig. 12-10 Divisão do canal atrioventricular comum em canais direito e esquerdo a
diferentes estádios do desenvolvimento (A-B). Os diagramas da direita mostra a vista dorsal das
áreas indicadas pela linha pontilhada 1: Canal atrioventricular comum; 2: Coxins endocárdicos;
3: Átrio; 4: Ventrículo; 5: Bulbo arterioso; 6: Tronco arterioso; 7: Canal atrioventricular direito;
8: Canal atrioventricular esquerdo; 9: Septo intermédio. Em “A” a seta indica o crescimento dos
coxins, e em “B” a seta indica a direção do fluxo sanguíneo.
Modificado de McGaedy (2006).
Divisão do átrio
Para separar as circulações de sangue do corpo e do pulmão, os derivados do tubo
cardíaco precisam ser divididos em compartimentos direito e esquerdo. Com o
desenvolvimento do septo intermediário dos coxins, um dobramento em forma de
crista, o septo primário se projeta dorsalmente e separa o átrio em componentes
direito e esquerdo conectados somente por meio de uma abertura menor, o óstio
primário (Fig. 12-11). Ao redor deste óstio, o septo primário se estende ao longo dos
coxins endocárdicos, contribuindo para o desenvolvimento do septo intermédio.
Enquanto os coxins endocárdicos crescem em direção da linha mediana, o septo
291
primário cresce, e quando os coxins se fusionam, o septo também se funde
ventralmente, deste modo o óstio primário é gradualmente fechado. Antes do
fechamento, a morte programada de células na região dorsal do septo primário
resulta na formação do óstio secundário que possibilita o contínuo fluxo de sangue
do lado direito para o esquerdo no átrio em desenvolvimento (Fig. 12-11). Nos
equinos, esse evento ocorre em embriões que apresentam comprimento craniocaudal
de 11,5-12 mm, por volta dos dias 30-32 da gestação. Em seguida, uma segunda
dobra em formato de lua crescente, o septo secundário, desenvolve-se à esquerda do
septo primário. O septo secundário cresce até cobrir completamente o óstio
secundário, no entanto, retém uma abertura oval denominada forame oval. A
porção dorsal do septo secundário se funde com o septo primário, enquanto que a
porção ventral estabelece uma válvula que regula o fluxo sanguíneo do átrio direito
para o átrio esquerdo.
Fig. 12-11 Divisão do coração em quatro câmaras 1: Átrio; 2: Ventrículo; 3: Bulbo arterioso;
4: Veia cava cranial; 5: Veia cava cranial; 6: Septo primário; 7: Óstio primário; 8: Septo
intermédio; 9: Canal atrioventricular esquerdo; 10: Canal atrioventricular direito; 11: Septo
interventricular; 12: Sulco interventricular; 13: Forame secundário; 14: Átrio direito; 15: Átrio
292
esquerdo; 16: Septo secundário; 17: Ventrículo direito; 18: Ventrículo esquerdo; 19: Forame
oval; 20: Cavitação do miocárdio.
Modificado de McGaedy et al. (2006).
Divisão do ventrículo e do bulbo arterioso
Quando o tubo cardíaco em formato de “U” é formado, a junção entre o ventrículo e
o bulbo arterioso é posicionada ventralmente. O bulbo arterioso consiste em uma
porção dilatada adjacente ao ventrículo e a porção mais estreita do tronco arterioso,
o cone arterioso. A transição entre o ventrículo e o bulbo arterioso é marcada por
um sulco externo e por uma dobra muscular interna que desenvolve a porção
muscular do septo interventricular, o qual cresce dorsalmente em direção ao septo
intermédio (Figs. 12-11, 12-12). Um forame interventricular persiste por algum
tempo, contudo essa abertura é gradualmente fechada por uma porção membranosa
do septo interventricular o qual se desenvolve do coxim endocárdico posterior. Em
equinos, pelo menos, o fechamento do septo interventricular ocorre quando o
embrião atinge o comprimento cranicaudal de 14 a 16 mm, ou seja, por volta dos 35
a 36 dias de gestação. É importante entender que a porção membranosa do septo
interventricular se desenvolve em ambos os ventrículos (futuro ventrículo
esquerdo) e o bulbo arterioso (futuro ventrículo direito) mantêm-se abertos
para o cone arterioso. Em paralelo à formação do septo, as paredes do ventrículo e
do bulbo arterioso se espessam e desenvolvem um padrão trabeculado internamente.
A trabeculação é resultante da formação de cavitações na parede as quais
posteriormente se abrem dentro do lúmen. A expansão do ventrículo e do bulbo
arterioso está em aposição ventral a suas paredes. As paredes gradualmente se
fundem e se juntam ao septo interventricular (Fig. 12-6).
293
Fig. 12-12 Embrião de suínos no dia 21 do desenvolvimento apresentando o
desenvolvimento do coração e fígado com função hematopoiética. A, B: Embrião intacto (A) e
secção sagital (B) apresentando o desenvolvimento do ventrículo do coração (1) e átrio (2). 3:
Fígado; 4: Vesículas cerebrais. C: O coração em desenvolvimento apresentando os ventrículos
direito (5) e esquerdo (7) separados pelo septo interventricular (6). 2: Átrio; 3: Fígado
envolvido pelo septo transverso. D: Desenvolvimento dos cordões celulares do fígado (8) com
numerosos eritrócitos nucleados (seta) entre eles.
Divisão do bulbo arterioso e do tronco arterioso
Com o desenvolvimento dos septos primário e secundário, o átrio é, exceto pela
regulação do fluxo sanguíneo por meio do forame oval, dividido em átrios primitivo
esquerdo e direito. Paralelamente, o desenvolvimento do septo interventricular
resulta na formação dos ventrículos primitivos direito e esquerdo. A formação dos
canais atrioventricular esquerdo e direito resulta na drenagem do átrio direito
primitivo para dentro do ventrículo direito correspondente (com exceção do fluxo
sanguíneo por meio do forame oval para o átrio esquerdo), enquanto o átrio
esquerdo primitivo drena o sangue para o ventrículo esquerdo correspondente. Cadaum dos ventrículos primitivos impulsiona o sangue contido em seu interior para o
cone arterioso o qual encaminha o sangue para a aorta ventral por meio do tronco
arterioso. Para a completa divisão do tubo cardíaco em duas metades uma direita e
294
outra esquerda, o bulbo arterioso e o tronco arterioso também são divididos em
dois canais. Essa divisão se realiza por meio da formação de dois coxins nas paredes
de cada um desses compartimentos. Esses coxins no cone arterioso se fundem com
aqueles presentes no tronco arterioso e formam os coxins conetroncais. Esses coxins
se desenvolvem em forma de espiral para direcionar o fluxo sanguíneo para a aorta
ventral (Fig. 12-13). Conforme eles crescem, esses coxins se fundem na linha mediana
para formar o septo aorticopulmonar dividindo o sangue em dois canais separados.
Por isso, esses processos originam duas saídas provindas dos ventrículos primitivos
direito e esquerdo para dentro das aortas ventrais.
Fig. 12-13 Divisão do cone arterial e do tronco arterioso em sucessivos estádios do
desenvolvimento (A-C). 1: Átrio direito; 2: Bulbo arterial; 3: Ventrículo; 4: Cone cardíaco em
continuação ao tronco arterioso; 5: Septo intermediário; 6: Canal atrioventricular direito; 7:
Canal atrioventricular esquerdo; 8: Porção muscular do septo interventricular; 9: Porção
membranosa do septo interventricular; 10: Coxim conetroncal esquerdo; 11: Coxim conetroncal
direito; 12: Septo aorticopulmonar; 13: Canal pulmonar; 14: Canal aórtico; 15: Ventrículo
direito; 16: Ventrículo esquerdo.
Modificado de Sadler (2004).
Desenvolvimento das válvulas
O sangue dentro do coração em desenvolvimento necessita ser direcionado da
entrada venosa para a saída arterial. Dois sistemas de válvulas, as válvulas
atrioventriculares e as válvulas semilunares, se desenvolvem para garantir o
fluxo unidirecional.
295
As válvulas atrioventriculares originam-se das extremidades direta e esquerda
dos canais atrioventriculares. Um importante mecanismo em seu desenvolvimento é
a cavitação do miocárdio embaixo do septo intermediário nos ventrículos primitivos
direito e esquerdo (Fig. 12-14). Essa restruturação da parede ventricular resulta na
formação das valvas suspensas por cordões musculares. No lado esquerdo, duas
valvas se formam – a válvula atrioventricular esquerda; e do lado direito, três
valvas – a válvula atrioventricular direita. Uma parte dos cordões musculares
anexados a cada valva e substituído por tecido conectivo, as cordas tendíneas, e o
resto do cordão muscular origina as papilas musculares.
Fig. 12-14 Aspectos ventrais do desenvolvimento das válvulas atrioventriculares em
sucessivos estádios do desenvolvimento (A-C). 1: Lúmen do ventrículo; 2: Cavidades no
miocárdio; 3: Cordão muscular; 4: Válvulas atrioventriculares; 5: Papila muscular; 6: Cordas
tendíneas.
Modificado de Sadler (2004).
As válvulas semilunares originam-se como um inchaço na saída do tronco
arterioso para as aortas ventrais durante a divisão do tronco pelo crescimento dos
coxins. Após a finalização do septo aorticopulmonar, essas regiões de inchaço dão
origem a três valvas primitivas em cada saída aórtica e pulmonar. As valvas obtêm
seu formato final por meio do esvaziamento da superfície superior.
Desenvolvimento do sistema de condução
A propagação das contrações miocárdicas se torna possível uma vez que as células
miocárdicas se conectam pelas junções comunicantes. As células miocárdicas
especializadas se desenvolvem em um sistema de condução bem definido que regula a
frequência e a propagação das contrações. O primeiro grupo dessas células
especializadas forma o nó atrioventricular o qual, em ovelhas, pode ser reconhecido
como um espessamento subendocardial medial no átrio primitivo direito em embriões
que apresentam comprimento craniocaudal de 11 a 12 mm. Em bovinos, o nó é
visível no embrião de 9 mm, e cresceu no septo intermédio aos 13 mm, e aos 23 mm
já tem desenvolvido os fascículos atrioventriculares que distribuem os impulsos nas
paredes ventriculares pelas fibras de Purkinje. Um segundo nó, o nó sinoatrial, se
296
origina profundamente ao epicárdico na região da futura abertura da veia cava
caudal. Em ovinos, esta estrutura se torna visível em embriões que apresentam
comprimento craniocaudal de 10 a 11 mm.
O sistema arterial
As porções craniais do sistema arterial têm origem principalmente dos arcos
aórticos e das partes craniais das aortas dorsais e ventrais. Os elementos caudais
do sistema se desenvolvem das artérias segmentares que surgem das regiões mais
caudais e dorsais das aortas. Inicialmente, as últimas se estendem caudalmente como
um par e então, após uma certa distância, elas se fundem para formar uma única,
não pareada, aorta (Fig. 12-3). O segmento não pareado da aorta dorsal dá origem à
aorta torácica e à aorta abdominal, enquanto que a maioria da porção caudal, a
qual se mantém pareada, origina as artérias ilíaca interna e externa e suas
extensões. A artéria sacral mediana não pareada continua à aorta caudalmente.
Os arcos aórticos
Quando os arcos faríngeos ou branquiais se formam, cada arco recebe seu próprio
nervo cranial e sua própria artéria. O que resulta, em princípio, na formação de seis
arcos arteriais (arcos aórticos) entre as aortas ventrais e dorsais em cada um dos
lados. As aortas ventrais são contínuas às saídas do coração primitivo, o tronco
arterioso. Elas estendem-se cranialmente para o tronco arterioso o qual localizam os
arcos aórticos, estendendo a aorta dorsal, e se originam após a fusão do tubo do
coração na linha mediana (Fig. 12-15). Os arcos aórticos desenvolvem-se em paralelo
com o aumento gradual do número de somitos. Enquanto que todos os seis arcos
aórticos persistem funcionais em peixes, o primeiro e o segundo arcos são muito
rudimentares em mamíferos e o quinto ou se mantém rudimentar (como em equinos
e suínos) ou nunca se desenvolve (como em bovinos). Consequentemente, somente o
terceiro, o quarto e o sexto arcos aórticos formam os componentes do sistema
circulatório em desenvolvimento. Os arcos aórticos aparecem em sequência de
cranial a caudal e eles não estão presentes concomitantemente em nenhum momento.
297
Fig. 12-15 Aspectos ventrais do desenvolvimento dos arcos aórticos. A: Estádio inicial do
desenvolvimento. B: Progressão no desenvolvimento, no entanto, sem diferenças entre as
espécies. C: Cão. D: Bovino. E: Suíno. F: Cavalo. A seta vermelha indica onde o tronco arterioso
do coração em desenvolvimento está anexado às aortas ventrais. I-IV: Arcos aórticos 1-6; 1:
Aorta dorsal direita; 2: Aorta ventral direita; 3: Aorta; 4: Tronco braquiocefálico; 5: Artéria
subclávia esquerda; 5′: Artéria subclávia direita; 6: Artéria carótida comum; 7: Artéria carótida
externa; 8: Artéria carótida interna; 9: Ducto arterioso; 10: Artéria pulmonar esquerda; 10′:
Artéria pulmonar direita; 11: Nervo vago; 12: Nervo laríngeo recorrente.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
As aortas ventrais, estendendo cranialmente do tronco arterioso, originam as
artérias carótidas comuns e, na região mais cranial, as artérias carótidas
externas (Fig. 12-15). As porções craniais das aortas dorsais dão origem às artérias
carótidas internas.
Grande parte do primeiro arco aórtico se degenera, contudo uma pequena
porção persiste e origina as artérias maxilares como extensão da artéria carótida
298
externa. Do mesmo modo, apesar da degeneração quase que completa do segundo
arco aórtico, pequenas porções dessa estrutura se desenvolvem nas artérias hioide
e estapedial. O terceiro arco aórtico é proeminente porém gradualmente se torna
menor e deslocado cranialmente para formar a conexão da artéria carótida comum
com a artéria carótida interna.
As partes das aortas dorsais entre o terceiro e o quarto arco aórtico regridem. O
quarto arco aórtico é mantido como o arco aórtico no lado esquerdo, enquanto o
arco aórtico direito forma a artéria subclávia direita.
O destino do sexto arco aórtico é muito diferente. Como explicado acima, dois
diferentes canais de fluxose originam do tronco arterioso: um para circulação
pulmonar e um para a circulação sistêmica. O canal que origina a circulação
sistêmica surge do ventrículo primitivo esquerdo do coração, supre de sangue todos os
derivados do terceiro e quarto arcos aórticos e das aortas dorsais e ventrais. O canal
que fornece sangue para a circulação pulmonar supre o sexto arco aórtico. O sexto
arco aórtico direito regride, no entanto, o sexto arco aórtico esquerdo forma o tronco
pulmonar. Durante o desenvolvimento embrionário e fetal, o tronco pulmonar se
mantém conectado ao arco aórtico por meio de uma porção do sexto arco aórtico, o
ducto arterioso. Ao nascimento, o lúmen do ducto arterioso é obliterado, e uma
estrutura persiste como o ligamento arterioso. A persistência unilateral do sexto
arco aórtico pode ter uma importância para a função dos músculos intrínsecos da
laringe, a maioria inervado pelo nervo laríngeo recorrente que é um ramo do nervo
vago (Cap. 14). O nervo laríngeo recorrente se ancora em volta do sexto arco
aórtico, porém a regressão do arco no lado direito libera o nervo para ser ancorado
em volta da artéria subclávia à direita, sob muito menor tensão que seus
correspondentes à esquerda (Fig. 12-15).
O crescimento do embrião e do feto modifica a estrutura do sistema arterial que
se desenvolve dos arcos aórticos, das aortas ventrais e das porções craniais das aortas
dorsais. As maiores mudanças resultam da dobra cefálica e do alongamento do
pescoço que desloca caudalmente o coração dentro da cavidade torácica. Este
deslocamento leva a um pronunciado alongamento das artérias carótidas comuns.
Além disso, outros vasos se desenvolvem do complexo do arco aórtico. Esses incluem
as artérias subclávias e suas ramificações como a artéria axilar, muito importante
para os membros torácicos. Muitas alterações espécie–específicas podem ocorrer (Fig.
12-15).
As artérias segmentares
A aorta dorsal que se estende caudalmente (inicialmente em pares, e mais tarde
fusionada em um único vaso) dá origem às artérias segmentares dorsal, lateral e
299
ventral (Fig. 12-16).
Fig. 12-16 Organização geral das artérias segmentares. 1: Artéria segmentar dorsal; 1′
Porção dorsal da artéria segmentar dorsal; 1′′ Porção ventral da artéria segmentar dorsal; 2:
Artéria segmentar lateral; 3: Artéria segmentar ventral.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
As artérias segmentares dorsais são pares e encontradas em cada segmento ao
longo da porção maior do embrião dos somitos mais craniais até a região sacral. Elas
correm dorsalmente e originam dois ramos; um ramo dorsal que supre a região dorsal
do sangue, o tubo neural e seus derivativos e o ramo ventral que supre a parede
ventral do corpo. Os ramos direito e esquerdo fazem anastomose na linha mediana
ventral e se desenvolvem nas artérias intercostais na região torácica e nas artérias
lombares na região abdominal.
Na região cervical, são formados sete pares dorsais de artérias segmentares. O
sexto par mais cranial perde sua conexão com a aorta, enquanto que o sétimo par se
mantém conectado (Fig. 12-17). As seis artérias desconectadas se unem com o sétimo
par de cada lado para formar as artérias vertebrais pares. Estas se estendem
cranialmente onde se fundem para formar uma única artéria basilar, a qual faz
anastomoses com as artérias carótidas internas no mesencéfalo em desenvolvimento
(Cap. 10).
300
Fig. 12-17 Desenvolvimento das artérias segmentares na região do pescoço 1: Aorta dorsal;
2: Aorta ventral; 3: Ducto arterioso; 4: Artéria pulmonar; 5: Artéria vertebral; 6: Artéria basilar;
7: Artéria carótida externa; 8: Artéria carótida interna.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
As artérias segmentares laterais surgem da porção não pareada da aorta e
supre os órgãos que se desenvolvem do mesoderma intermediário (Fig. 12-18).
Durante a fase embrionária do desenvolvimento, as artérias mesonéfricas,
adrenais e do anel genital são as mais proeminentes artérias segmentares laterais
(Cap. 15). Com o avanço do desenvolvimento do sistema urogenital, essas artérias
dão origem às artérias adrenais, ovarianas e testiculares, enquanto as artérias
renais se desenvolvem subsequentemente em conjunto com a formação dos
mesonefros.
301
Fig. 12-18 Aspecto ventral do desenvolvimento das artérias segmentares lateral e ventral
no embrião bovino fêmea (A-E) Note que o número de artérias segmentares é reduzido com o
desenvolvimento. I: Mesonefros; II: Metanefros; III: Ureter; IV: Glândula adrenal; V: Ponte
genital; VI: ovário; VII: Ducto wolffiano ou mesonéfrico; VIII: Ducto de Müller e
paramesonéfrico desenvolvendo dentro do útero; 6: Artéria umbilical; 7: Artéria sacral
mediana; 8: Artéria celíaca; 9: Artéria mesentérica cranial; 10: Artéria mesentérica caudal; 11:
Artéria ovariana; 12: Artéria renal para os mesonefros; 13: Artéria ilíaca externa; 14: Artéria
ilíaca interna.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
As artérias ventrais segmentares estão associadas ao saco vitelino e ao
alantoide. O par mais cranial, as artérias onfalomesentéricas ou vitelinas, surgem
de uma porção não pareada da aorta e supre o saco vitelino (Fig. 12-4). Como o
tamanho relativo do saco vitelino diminui e o intestino final assume sua forma, a
artéria vitelina esquerda involui e desaparece, enquanto a direita se desenvolve
nas artérias cólica e mesentérica cranial (Fig. 12-18). A artéria cólica supre a
porção caudal do intestino proximal, incluindo o estômago, a porção cranial do
302
duodeno do fígado, pâncreas e baço; a artéria mesentérica cranial, por meio da sua
localização no mesentério, supre o intestino médio do duodeno até o cólon transverso
(Cap. 14). A rotação do intestino ocorre em volta da artéria mesentérica a qual se
torna consistentemente localizada na raiz do mesentério. Outro par de artérias
ventrais segmentares se localiza caudalmente à artéria mesentérica cranial. Esse par
de artérias origina a artéria mesentérica caudal que supre o intestino até o cólon
transverso. Com o desenvolvimento do alantoide, o par mais caudal das artérias
segmentares desenvolve dramaticamente da porção da aorta não pareada para
formar a artéria umbilical que supre o alantoide e consequentemente a placenta
(Cap. 9; Fig. 12-18). Essas artérias correm da aorta ao longo do ducto alantoide por
meio do cordão umbilical e da placenta. Na vida pós-natal, porções das artérias
umbilicais originam as artérias ilíacas internas, as artérias craniais vesicais bem
como o ligamento redondo da bexiga obliterado.
O sistema venoso
O sistema venoso, retorna o sangue para o coração, se forma paralelamente ao
sistema arterial. Basicamente, três veias principais podem ser distinguidas: as veias
onfalomesentéricas ou veias vitelinas que levam o sangue do saco vitelino, as
veias umbilicais levam o sangue da placenta, e as veias cardinais que levam o
sangue do corpo do embrião em desenvolvimento.
As veias onfalomesentéricas ou vitelinas e a veia umbilical
As veias vitelinas correm do saco vitelino para os seios venosos do coração em
desenvolvimento. Três anastomoses são estabelecidas entre as veias vitelinas
direita e esquerda: duas ventrais e uma dorsal ao intestino (Fig. 12-19). Partes das
veias vitelinas direita e esquerda e anastomoses craniais se desenvolvem em extensas
redes de capilares que formam os sinusoides hepáticos (Cap. 14).
303
Fig. 12-19 Aspecto ventral do desenvolvimento das veias vitelina e umbilical em sucessivos
estádios da gestação (A-D) I: Fígado; II: Intestino; III: Estômago; IV: Esôfago; V: Úraco em
desenvolvimento dentro da bexiga; 1: Seio venoso; 2: Veia vitelina direita; 3: Anastomose entre
as veias vitelina direita e esquerda; 4: Veia umbilical esquerda; 4′: Veia umbilical direita; 5:
Veia cardinal comum esquerda; 5′: Veia cardinal comum direita; 6: Ducto venoso; 7: Veia
porta; 8: Veia cava caudal.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
Inicialmente, as veias umbilicais atravessam o fígado em desenvolvimento em
seu caminho até o coração. No entanto, gradualmente, a porção proximal daveia
304
umbilical direita forma anastomose com a rede sinusoide do fígado em
desenvolvimento. Subsequentemente essas veias involuem e desaparecem entre o
cordão umbilical e o fígado em desenvolvimento. Então, a veia umbilical esquerda
é destinada ao transporte de sangue oxigenado da placenta ao embrião. Essa veia
estabelece uma anastomose com a porção proximal da veia vitelina direita, e essa
anastomose persiste por mais ou menos por todo o desenvolvimento embrionário e
fetal como o ducto venoso, o qual tem a função de misturar o sangue oxigenado da
placenta por meio do fígado. A porção proximal da veia vitelina direita,
conectando o ducto venoso e o coração, se desenvolve na porção hepatocardíaca da
veia cava caudal. A porção distal do saco vitelino direito, junto com as duas
anastomoses distais entre as veias vitelinas direita e esquerda, origina a veia porta
que drena o sangue do intestino e seus derivados. A porção mais proximal bem como
a mais distal da artéria vitelina esquerda, por sua vez, involui e desaparece.
Pelo menos em carnívoros e ruminantes, o ducto venoso possui uma constrição
que parece um esfíncter que regula a quantidade de sangue oxigenado que são
desviados diretamente por meio do ducto que por sua vez distribui para os sinusoides
hepáticos. Em suínos, a porção mais caudal do ducto venoso se torna obliterada nos
estádios iniciais do desenvolvimento e então o sangue oxigenado da placenta corre
por meio de um plexo venoso alternativo situado na porção cranial do ducto. Em
equinos, o ducto venoso se perde durante a segunda metade da gestação.
Ao nascimento, a veia umbilical esquerda é obliterada e involui para formar o
ligamento redondo do fígado. No embrião e no feto, a veia umbilical esquerda é
suspensa por um ligamento falciforme, uma prega peritoneal que se estende do
umbigo ao fígado. Quando a veia regride, o ligamento falciforme é afastado por uma
pequena prega peritoneal vertical entre o fígado e o diafragma ventral da veia cava
caudal. Um depósito de gordura mais ou menos pronunciado pode ser visto ao longo
desta antiga linha de ligação do umbigo até o esterno.
As veias cardinais
O desenvolvimento do sistema venoso do corpo ocorre em paralelo ao
desenvolvimento do sistema arterial e inicialmente está associado aos proeminentes
mesonefros. As veias cardinais são bilaterais e simétricas, são também divididas em
porções caudal e cranial. Essas veias se formam logo após o desenvolvimento das
aortas dorsais (Figs. 12-4, 12-20). As veias cardinais caudais direita e esquerda são
encontradas dorsolaterais aos mesonefros e levam o sangue da porção caudal do
corpo e do mesonefros ao coração. As veias cardinais craniais direita e esquerda
levam o sangue das porções craniais do corpo, incluindo a cabeça, para o coração.
No coração, as veias cardinais craniais e caudais de cada lado se fundem para formar
305
as veias cardinais comuns. Estas inicialmente se abrem dentro do seio venoso
(junto com as veias umbilicais e vitelinas) por meio dos cornos dos sinos direitos e
esquerdos (Fig. 12-21).
Fig. 12-20 Aspecto ventral do desenvolvimento das veias cardinal em sucessivos estádios da
gestação (A-F). Preto: Veias umbilicais; Azul-claro: Veias cardinais; Azul-escuro: Veias
subcardinais; Preto pontilhado: Veias supracardinais; Azul pontilhado: Anastomose entre a
veia subcardinal direita e a porção hepatocardíaca da veia vitelina direita; I: Mesonefros; II:
Ponte genital; II‘: Gônada; III: Metanefros; 1: Seio venoso; 2: Veia vitelina; 3: Veia umbilical; 4:
Veia cardinal caudal; 4′: Veia cardinal cranial; 4″: veia cardinal comum; 5: Veias jugular
interna e externa esquerda; 5′: Veias jugular interna e externa direita; 6: Veia subclávia
esquerda; 6′: Veia subclávia direita; 7: Anastomose entre as veias cardinais; 8: Veia
306
subcardinal; 9: Anastomose entre a veia subcardinal e a porção hepatocardíaca da artéria
vitelina direita; 10: Porção hepatocardíaca da veia vitelina direita; 11: Veias supracardinais;
12: Anastomose entre as veias supracardinais; 13: Anastomose caudal entre as veias cardinais;
14: Veia ilíaca comum; 14′: Veia ilíaca interna; 14″: veia ilíaca externa; 15: Porção abdominal
da veia cava caudal; 16: Porção lombar da veia cava caudal; 17: Porção pélvica da veia cava
caudal.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
Fig. 12-21 Embrião bovino no dia 18 do desenvolvimento mostrando as porções do sistema
nervoso repletas de sangue. O saco vitelino foi removido. 1: Ventrículo do coração; 2: Átrio; 3:
Artéria cardinal comum; 4: Veia cardinal cranial; 5: Veia cardinal caudal; 6: Veia vitelínica; 7:
Veia umbilical; 8: Veia do terceiro arco faríngeo; 9: Veia jugular.
Um segundo sistema venoso surge na forma das veias subcardinais bilaterais
que correm medialmente aos mesonefros em paralelo com as veias cardinais caudais
(Fig. 12-20). Cranialmente, as veias subcardinais drenam em direção das veias
cardinais caudais. Durante o segundo mês de gestação, quando os mesonefros estão
em seu pico de desenvolvimento (pelo menos em ruminantes e suínos), as veias
cardinais e subcardinais se tornam conectadas por meio de numerosas anastomoses
presentes nesta região do embrião. Além disso, próximo às glândulas adrenais, as
307
veias subcardinais direita e esquerda formam uma extensa rede de anastomoses.
Outra importante anastomose entre a porção cranial da veia subcardinal direita e a
porção hepatocardíaca da veia vitelina direita posteriormente se desenvolve na
porção da veia cavacaudal.
Duas semanas após a formação das veias subcardinais surge um terceiro sistema
venoso – as veias supracardinais bilaterais (Fig. 12-20). Essas veias correm ao
longo do tronco simpático e se abrem cranialmente para as veias cardinais caudais. A
porção média das veias cardinais caudais direita e esquerda é obliterada e as porções
caudais remanescentes estabelecem contato com a primeira veia subcardinal e mais
tarde com as veias supracardinais.
No sistema venoso final, as veias ilíacas interna e externa, bem como a veia
ilíaca comum, surgem das porções caudais das veias cardinais caudais. A porção
pélvica da veia cava caudal se desenvolve da veia supracardinal, e a porção lombar,
das anastomoses entre a veia subcardinal direita e esquerda e da veia cardinal. A
porção abdominal surge das anastomoses entre as veias subcardinal direita e a
porção hepatocardíaca da veia vitelina direita. A veia ázigo e hemiázigo se origina
das porções craniais das veias cardinais e subcardinais direitas e esquerdas. Uma
anastomose entre as veias supracardinais direita e esquerda permite a formação da
veia hemiázigo (a veia de um lado drena a veia equivalente do lado oposto). Em
equinos e carnívoros, a veia ázigo direita e a veia hemiázigo esquerda persistem; e
em oposição aos ruminantes e suínos persiste a veia ázigo esquerda e a veia
hemiázigo direita.
Cranial ao coração, as veias cardinais direita e esquerda se tornam conectadas
por uma anastomose que confere uma drenagem funcional para as regiões esquerda
da cabeça e do pescoço, porque há o desaparecimento da porção cranial proximal da
veia cardinal (Fig. 12-20). As veias cardinais direita e esquerda se desenvolvem nas
veias jugulares direita e esquerda; a veia jugular externa se desenvolve como
uma estrutura secundária em relação à formação da face. As veias subclávias direita
e esquerda drenam inicialmente para as veias ipsilaterais cardinais craniais,
entretanto, com o deslocamento do coração, essa drenagem gradualmente muda para
a veia cardinal cranial direita. No sistema venoso final, ambas as veias cardinais
direita e esquerda drenam para a veia cardinal comum, a esquerda por meio de
anastomose. Em suínos e carnívoros, esta anastomose se desenvolve para a veia
braquicefálica esquerda, com as veias jugulares direita e esquerda e a veia axilar
drenando em sua direção. A veia braquicefálica direita surge da porção proximal
da veia cardinal cranial. As veias braquiocefálicas tanto direita como esquerda se
unem para formar a veia cava caudal a qual se abre noátrio direito. Em equinos e
ruminantes, as veias subclávia e jugular se abrem diretamente para a veia cava
308
cranial.
Circulação antes e após o nascimento
A circulação fetal
Durante o desenvolvimento, a placenta é o local para onde o oxigênio e os
nutrientes são levados e, também, onde são excretados dióxido de carbono e
metabólitos. O sangue rico em oxigênio chega ao embrião e ao feto por meio das
veias umbilicais. Essas veias são pares e compõem o funículo umbilical, mas
somente a veia umbilical esquerda irriga o feto (Fig. 12-22), a veia direita involui
entre o umbigo e o fígado como explicado antes. A veia umbilical esquerda corre em
direção ao fígado onde a maioria do sangue flui por meio do ducto venoso para a
veia cava caudal. Somente uma pequena fração de sangue entra nos sinusoides
hepáticos; uma fração pode ser regulada pelo mecanismo do esfíncter do ducto
venoso mencionado. Por sua vez, o sangue oxigenado dentro do ducto venoso recebe
o sangue desoxigenado do fígado e do trato digestório inativo e seus órgãos
associados por meio da veia porta.
309
Fig. 12-22 Modificações na circulação no momento do nascimento. A: Circulação fetal. B:
Circulação pós-natal. I: Coração; II: Fígado; III: Pulmão; 1: Aorta; 2: Ducto arterioso; 2′:
Ligamento arterioso; 3: Forame oval; 4: Artéria pulmonar; 5: Veia umbilical esquerda; 5′:
Ligamento redondo do fígado; 6: Artéria umbilical; 6′: Ligamento redondo vesical; 7: Ducto
venoso; 8: Veia cava caudal; 9: Veia porta.
Cortesia de Rüsse e Sinowatz (1998).
Na veia cava caudal, o sangue relativamente oxigenado se mistura com o sangue
desoxigenado da porção caudal do corpo antes de sair pelo átrio direito (Fig. 12-23).
Aqui, o sangue é guiado em direção ao forame oval pelas valvas da veia cava caudal.
310
A pressão dentro do átrio direito é muito maior que no átrio esquerdo, levando o
sangue relativamente oxigenado a passar somente pelo forame oval do átrio
esquerdo. Somente uma pequena fração do sangue relativamente oxigenado
permanece no átrio direito e é misturado com o sangue desoxigenado, proveniente
da cabeça e da porção frontal do corpo pela veia cava cranial, para continuar para o
ventrículo direito e ser bombeado para o tronco pulmonar.
Fig. 12-23 Mistura do sangue oxigenado e desoxigenado dentro da circulação fetal. I:
Fígado; II: Pulmão; 1: Veia umbilical esquerda; 2: Veia porta; 3: Veias cavas caudal; 4: Ducto
venoso; 5: Porção hepatocardíaca da veia cava caudal; 6: Forame oval; 7: Veia pulmonar
direita; 8: Veia cava cranial; 9: Ducto arterioso; 10: Veia pulmonar esquerda; 11: Veia
pulmonar principal; 12: Aorta; 13: Artérias umbilicais. Note que o sangue oxigenado é
misturado com o sangue relativamente desoxigenado em 5 locais (A-E).
Modificado de Sadler (2004).
No átrio esquerdo, o sangue oxigenado se mistura com a pequena quantidade de
sangue que chega dos pulmões, ainda inativos, pelas veias pulmonares.
311
Subsequentemente, essa mistura entra no ventrículo esquerdo e por consequência
na aorta. Uma vez que as artérias coronárias e braquicefálicas compõem o primeiro
ramo da aorta, o sangue recebido pela musculatura cardíaca e o cérebro provém
dessa fonte relativamente oxigenada. O sangue misturado no tronco pulmonar é,
devido à alta pressão na circulação pulmonar fetal, desviado, em grande parte, pelo
ducto arterioso para a aorta, onde é misturado com o sangue oxigenado do
ventrículo esquerdo. Esta mistura resulta em um sangue com tensão de oxigênio
mediana que supre a porção caudal do feto. O sangue misturado retorna, via
artérias umbilicais, à placenta por meio do cordão umbilical para ser oxigenado.
As mudanças da circulação ao nascimento
Com o parto, se encerra a associação entre o feto e a placenta. Como resultado, há
um aumento da tensão de dióxido de carbono do recém-nascido, o que estimula
receptores no centro respiratório da medula oblonga, assim estimulando a respiração.
A primeira inspiração expande consideravelmente o volume do pulmão e isto
então estimula a circulação pulmonar (Fig. 12-22). O aumento do fluxo sanguíneo
pela veia pulmonar aumenta a pressão no átrio esquerdo e desse modo afeta o septo
entre os átrios direito e o esquerdo: maior pressão no átrio esquerdo comprime o fino
septo primário contra o septo secundário, que é mais substancial, e assim se fecha o
forame oval. Então, o sangue que tem sido oxigenado nos pulmões como resultado
da primeira inspiração flui para o ventrículo esquerdo (em vez de continuar sua
antiga diversidade ao lado direito do coração) e é expelido para aorta. O ducto
arterioso se fecha por reflexo, prevenindo o sangue desoxigenado do tronco
pulmonar de entrar na aorta. O fluxo sanguíneo da placenta para o feto é cessado
por contração do ducto venoso e veia umbilical esquerda. Concomitantemente, o
fluxo sanguíneo da placenta é cessado pela contração das artérias umbilicais.
O ducto arterioso obliterado persiste como ligamento arterioso, as artérias
umbilicais obliteradas persistem como o ligamento redondo do fígado, as artérias
umbilicais obliteradas como o ligamento redondo vesical, e o forame oval fechado
se mantém visível como a fossa oval.
Resumo
O sistema circulatório é primeiro sistema orgânico a ser formado e inclui o
coração, as artérias, as veias e o sangue. Inicialmente, hemangioblastos
mesodérmicos na parede do saco vitelino se diferenciam em angioblastos que formam
as células endoteliais, e as células internas originam as células do sangue. Isto
312
ocorre na extremidade anterior do disco embrionário na região cardiogênica em
formato de ferradura que se desenvolve no tubo cardíaco. O celoma
intraembrionário sobreposto a essa estrutura forma a cavidade pericárdica. Outros
angioblastos formam o par de aortas dorsais, em cada lado da linha mediana. Com
a prega de 180° anteroposterior do embrião, o tubo cardíaco é trazido à posição
ventral com extensões em formato de ferradura agora direcionado anteriormente
formando o par de aortas ventrais. As aortas ventral e central conectam-se pelos
arcos aórticos. As regiões mais posteriores das aortas ventrais se fundem e se
estendem com o tubo cardíaco anteriormente. Nesta extremidade o tubo cardíaco é
contínuo com as aortas ventrais; sua extremidade posterior faz contato com o sistema
venoso em desenvolvimento. O tubo cardíaco mais tarde se desenvolve em uma
estrutura em formato de “U”, dividida em seios venosos, onde as veias se abrem
para o tubo cardíaco, o átrio, o ventrículo, o bulbo arterioso e o tronco arterioso,
onde as saídas para as aortas ventrais são encontradas. O seio venoso se incorpora
no lado direito do átrio, e as veias pulmonares se tornam parcialmente incorporadas
no lado esquerdo do átrio. O átrio é separado do ventrículo pelos coxins
endocárdicos, o que resulta na separação dos canais atrioventriculares direito e
esquerdo. Posteriormente, o tubo cardíaco é dividido em dois canais paralelos por
meio de septos. O átrio é dividido pelo septo primário e septo secundário que
deixam o forame oval entre as duas extremidades. O ventrículo e a porção maior do
bulbo arterioso são divididos pelo septo interventricular e formam os ventrículos
direito e esquerdos, respectivamente. Finalmente, a porção anterior mais estreita do
bulbo arterioso e do tronco arterioso se divide em dois canais pelo septo
aorticopulmonar. Consequentemente, há a formação de um coração com quatro
câmaras que possui dois canais paralelos. Mais tarde, as valvas e o sistema de
condução são formados.
O terceiro, quarto e sexto arcos aórticos se desenvolvem em diferentes porções
do sistema vascular final, enquanto que o primeiro, segundo e o quinto arcos aórticos
não se desenvolvem ou são obliterados. As aortas ventrais dão origem às artérias
carótidas comuns e à artéria carótida interna. O terceiro arco aórtico forma a
conexão entre a carótida interna e a externa. O quarto arco aórtico dá origem ao
arco aórtico do lado esquerdo e à artéria subclávia no lado direito. O sexto arco
aórtico forma a tronco pulmonar, e, no lado esquerdo, oducto arterioso
conectando o tronco pulmonar ao arco aórtico.
As aortas dorsais gradualmente se fundem e dão origem às artérias segmentares.
As artérias segmentares dorsais suprem o tubo neural e os componentes do corpo
axial. As artérias segmentares laterais suprem o sistema urogenital, e as artérias
segmentares ventrais suprem o sistema gastrointestinal e formam as artérias
313
celíaca, mesentérica cranial e mesentérica caudal.
O sistema venoso do corpo se desenvolve de três componentes principais: as
veias vitelinas, as veias umbilicais e as veias cardinais. As veias vitelinas
formam a porção hepatocardíaca da veia cava caudal, os sinusoides hepáticos e a
veia portal. A veia umbilical direita é obliterada, porém a veia umbilical esquerda
tem uma importante função durante a gestação no transporte do sangue oxigenado
proveniente da placenta para o embrião. As veias cardinais e duas gerações de
sucessoras, a subcardinal e a supracardinal, formam o restante da veia cava
caudal, a veia ilíaca interna e a veia ilíaca externa bem como as veias ázigos e
hemiázigos. Na região anterior do embrião, as veias cardinais formam as veias
jugular interna direita e esquerda bem como as veias braquicefálicas.
A formação das células sanguíneas, a hematopoiese, é iniciada no saco vitelino
durante o período mesoblástico, e essa função é assumida pelo fígado e o baço
durante o período hepatolienal. Finalmente, durante o período medular a
hematopoiese ocorre na medula óssea.
Durante a vida fetal, o sangue oxigenado deixa a veia umbilical esquerda e entra
no átrio direito onde a maioria do sangue passa pelo forame oval para o átrio
esquerdo. Daí, o sangue entra no ventrículo esquerdo e é expelido pela aorta. O
sangue que passa pelo átrio direito e para o ventrículo direito e para o tronco
pulmonar pode ser desviado para a aorta pelo ducto arterioso. As artérias
umbilicais, por sua vez, transportam o sangue desoxigenado para a placenta. Após o
nascimento, ocorrem mudanças drásticas na circulação: a veia umbilical esquerda é
obliterada e persiste como o ligamento redondo do fígado, o forame oval é
fechado, e o ducto arterioso é obliterado e persiste como o ligamento arterioso, e as
artérias umbilicais são obliteradas e persistem como o ligamento redondo vesical.
Quadro 12-1 Regulação molecular do desenvolvimento do sistema vascular
Durante o processo de gastrulação, a placa mesodérmica lateral é dividida em duas porções,
somática (parietal) e esplâncnica (visceral). O mesoderma visceral, junto com o endoderma
subjacente, forma a pleura visceral ou esplancnopleura. O primeiro mesoderma
hemangiogênico é formado na parede do saco vitelino que dá origem ao sangue e aos vasos
sanguíneos. Sistemas de células-tronco hematopoiéticas definitivas em peixes, anfíbios,
pássaros e mamíferos são, no entanto, formadas intraembrionariamente, na placa
mesodérmica visceral próxima a aorta. Esta região é também chamada região aorta-
gônada-mesonefro (AGM). As células-tronco hematopoiéticas dentro da região AGM
expressam genes que codificam importantes reguladores de sua formação, como SCL, Runx-1,
c-Myb e LMO-2, genes que codificam marcadores de superfície como CD34 e o receptor da
molécula c-Kit. O pró-oncogene c-Myb afeta especificamente a hematopoiese na região para-
314
aórtica da região AGM. As células-tronco hematopoiéticas da região AGM mais tarde
colonizam o fígado fetal e provavelmente também a medula óssea, que é o sítio de formação
de sangue na vida adulta. Um enigma paradoxal, no entanto, reside no fato de que células
pluripotentes hematopoiéticas presentes da região AGM são muito pequenas. Dados recentes
têm mostrado que a placenta é uma fonte adicional de células-tronco em mamíferos. A
placenta murina contém células-tronco hematopoiéticas dentro da região labiríntica vascular.
As células-tronco hematopoiéticas pluripotentes parecem ser geradas ao longo do endotélio
dos vasos sanguíneos da placenta, bem como do saco vitelino. Essas células aparecem em
número suficiente para formar a população de células-tronco encontradas mais tarde no
fígado. O fígado pode então receber células-tronco tanto da região AGM como da placenta,
com uma potencial contribuição dos hemangioblastos provenientes do saco vitelino.
As células hemangiogênicas se tornam especificadas por meio das vias de sinalização do
BMP e FGF originada no hipoblasto e endoderma subjacente. Sinais inibitórios da crista
neural (as proteínas Wnt) e da notocorda (Noggin e Chordin) previnem a formação das
regiões cardiogênicas na região posterior do embrião. Na porção anterior do embrião, ao
contrário as células endodérmicas e o hipoblasto dentro do intestino anterior produzem
moléculas de sinalização, incluindo Cerberus, Dickkopf e Crescent, antagonizando a via de
sinalização Wnt do tubo neural. O mesoderma cardiogênico se torna mais específico por meio
da BMP (e FGF) sinalizando a ausência de Wnt. Isto leva à expressão de Nkx2.5, um gene
crucial para o desenvolvimento cardíaco.
Em galinhas e camundongos, tem sido demonstrado que os domínios cardíacos
posteriores (o seio venoso e o átrio) se estabelecem pela exposição de altas concentrações de
ácido retinoico, o acúmulo local deste é finalmente controlado pelos genes Hox. Aos
domínios cardíacos anteriores são especificados pela ação da transcrição do fator Tbx5 que
mais tarde também possui um importante papel na septação cardíaca. A volta e a formação
das câmaras cardíacas do coração é dependente da expressão de proteínas da direita para
esquerda (Nodal, Lefty-2; Cap. 7). Recentemente, a proteína Hand1 se torna restrita ao
ventrículo esquerdo (sobrepondo a expressão do Tbx5) e as proteínas Hand2 à direita. O
tronco arterioso é derivado inicialmente das células da crista neural expressando Pax3.
Os vasos sanguíneos se formam independentemente do coração, e por fim se conectam a
ele. Na primeira fase da vasculogênese, as células mesodérmicas na pleura visceral originam
os hemangioblastos sob o controle inibitório da via de sinalização Wnt originada do tubo
neural. Durante a segunda fase da vasculogênese, os hemangioblastos são condensados, e dão
origem a ilhas vasculares nas quais há o desenvolvimento das células progenitoras de sangue
e células endoteliais. Os fatores endoteliais de crescimento vascular (VEGFs), um grupo de
sete proteínas (das quais cinco são expressas em mamíferos) está envolvido na formação de
células endoteliais, o que resulta na formação de plexos capilares primários, e as subsequentes
fases da angiogênese. Três receptores tirosina-quinase para VEGF foram identificados:
315
VEGFR1 (Flt1), VEGFR2 (Flk1) e VEGFR3. VEGFA, também é conhecido como um fator de
permeabilidade vascular (FPV), que liga em ambos VEGFR1 e VEGFR2. VEGFR2 está
envolvido na formação, proliferação e migração das células endoteliais, enquanto VEGFR1
está envolvido na formação de tubos capilares. VEGFB e o fator de crescimento
placentário (do inglês: placental growth factor – PIGF) somente se liga ao VEGFR1. VEGFC
e VEGFD são, particularmente, conhecidos por agir como fator de crescimento
linfoangiogênico agindo por meio do VEGFR3.
Os plexos capilares primários contêm dois tipos de células endoteliais: as células
endoteliais arteriais expressando ephrin-B2 e as células endoteliais venosas expressando
EphB4. EphB4 é um receptor para ephrin-B2, e, durante a angiogênese, essa interação entre
ligante receptor garante a fusão dos capilares venosos com os capilares arteriais. A maturação
dos vasos recém-formados envolve o recrutamento de pericitos que formam uma camada de
células musculares envolvendo as artérias. Angiopoietinas e o fator de crescimento
derivado de plaquetas (PGDF) são conhecidos por estarem envolvidos neste processo.
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