Morfogênese do coração

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• Desenvolvimento do coração leva em torno 
de 54 dias 
• Evento precoce durante o desenvolvimento 
– ainda antes da gastrulação, sinais 
provenientes do hipoblasto como TGF-β e 
activina induzem a formação dos precursores 
cardiogênicos, os quais migrarão pelo terço 
rostral da linha primitiva 
 
• No embrião trilaminar, o epiblasto é 
substituído por células que ingressaram do 
epiblasto para o endoderma. O endoderma 
faríngeo secreta sinais de indução 
cardiogênica (BMP, FGF, Activin, ILGF2, 
Shh) para esses precursores que acabaram de 
ingressar cranial e lateralmente. Quando eles 
se posicional rostralmente no mesoderma da 
placa lateral mais rostral, eles estarão em 
proximidade ao endoderma faríngeo que 
continua secretando esses sinais 
cardiogênicos. 
• Endoderma faríngeo também inibe o 
morfógeno Wnt, evento necessário para 
especificação cardiogênica. 
• Ainda durante a gastrulação é formado o 
mesoderma axial (notocorda), que secreta 
fatores como Noggin/chodrin, que são 
inibidores de BMP, que é importante para 
determinação dos campos cardiogênicos. 
Assim, o mesoderma cardiogênico se situa o 
mais longe possível desses inibidores, na 
placa do mesoderma lateral. 
• Wnt – e BMP +: campo cardiogênico 
• Uma vez no mesoderma da placa lateral, 
fatores do endoderma faríngeo, ectoderma e 
mesoderma axial vão ativar uma nova rede 
transcricional com fatores de transcrição 
importantes para o desenvolvimento 
cardiogênico (Nkx2.5, GATA, Tbx5), 
ativando o arcabouço molecular para 
formação de um coração. 
• Mutações nos genes Nkx2.5, GATA, Tbx5 
estão associadas ao desenvolvimento de 
doenças congênitas cardíacas. 
• Mutações heterozigóticas são necessárias 
para o desenvolvimento de doenças 
cardíacas. 
 
Formação do tubo cardíaco 
• Dependente do dobramento cefálico e 
lateral do embrião. 
• No 20° dia de desenvolvimento, o embrião 
está se fechando e os tubos endocárdicos se 
aproximando. No 21° dia, esses tubos estão 
mais próximos ocupando a cavidade 
pericárdica. E no final do processo de 
fechamento lateral do embrião, os 2 tubos 
endocárdicos se fundem e há a formação do 
tubo cardíaco. 
• Depois de formado o tubo, o coração já é 
funcional, ou seja, ele não só está batendo, 
como também já há fluxo sanguíneo 
ocorrendo (entrada de sangue venoso e saída 
de sangue arterial). 
 
m o r f o g ê n e s e 
 
• Tubo é bilateralmente simétrico, formado 
por células do campo cardíaco primário e 
secundário e também por um tubo endotelial 
fino que é separado do miocárdico por uma 
matriz extracelular, chamada de geleia 
cardíaca. 
 
Deslocamento do tubo cardíaco 
para região torácica 
• Coração tem que descer da região rostral em 
direção a região torácica. Isso acontece por 
conta da proliferação celular, levando ao 
crescimento do encéfalo, o que empurra o 
tubo cardíaco para uma região mais torácica. 
• Agora, no 22° dia, o coração já ocupa a 
cavidade pericárdica. 
 
 
 
Dobramento ou looping cardíaco 
• Tubo é dividido em regiões: região mais 
basal – átrio primitivo, região mais central – 
ventrículo primitivo. Essas sub-regiões 
carregam as informações de lateralidade 
adquiridas durante a gastrulação. Células que 
formam o tubo já sabem quais estruturas elas 
formarão. 
• O tubo cardíaco está preso no mesocárdio 
dorsal. A partir de uma pequena ruptura, ele 
se desprende do mesocárdio dorsal, se 
fixando apenas pelo seu trato de saída e 
entrada. 
• Assim, o coração se dobra em torno dele 
mesmo levando a mudanças na posição. 
Dobramento nada mais é que a proliferação 
celular ocorrendo em regiões específicas – 
células do ventrículo proliferam gerando uma 
força de torção- forma de “C”, de maneira 
que o ventrículo se reposiciona numa região 
mais basal. À medida que essa força aumenta, 
as regiões se deslocando de modo que em 
determinado momento ela saída da posição 
de “C” e assuma uma posição de “S”. Assim, 
o átrio é levado para uma região mais apical. 
 
 
• No final do processo, é formada uma 
estrutura semelhante ao coração. 
• Nkx 2.5, MEF-2, Hand-1 e Hand- 2 atuam 
nesse processo de dobramento. E qualquer 
alteração na expressão desses genes, gera um 
bloqueio do dobramento. 
 
Circulação através do tubo 
cardíaco 
• A entrada de sangue se dá pelo seio venosos 
(veias cardinais comuns – futuras veias 
cavas, veias umbilicais e veias vitelinas). O 
sangue vai então para o átrio comum 
passando pelo ventrículo primitivo e sai pelo 
coração pelo tronco arterioso (vaso que na 
base do coração é comum a aorta e tronco 
pulmonar), através da aorta por todo o 
embrião. 
Seio venoso é conectado ao átrio comum em 
sua porção direita. 
 
 
Septação 
• Átrio comum formam septos, que promove 
a separação o átrio esquerdo e direito. De 
mesmo modo, da base do ventrículo comum 
surge tb um septo que vai separar o ventrículo 
direito do esquerdo. 
• Alguns fatores secretados na geleia cardíaca 
induzem transição epitélio-mesênquima nas 
células do endocárdio, que são atraídas para 
o interior da geleia, promovendo uma 
protuberância tecidual, formando um septo 
que separa o átrio do ventrículo. Após a 
separação, o sangue oxigenado que chega no 
seio venoso continua passando do átrio 
comum para o ventrículo, através dos canais 
atrioventriculares. 
 
• Tronco arterioso que era comum também 
sofre septação, formando a artéria aorta e ao 
tronco pulmonar. Durante a fase fetal, os 
pulmões estão cheios de líquido. Então, parte 
do sangue é canalizado diretamente para a 
aorta através do ducto arterioso. Sangue entra 
pelo átrio direito e passa para o esquerdo pelo 
forame oval e também para o ventrículo 
direito. De lá, ele vai para o tronco pulmonar, 
que deixa uma passagem de sangue para as 
artérias pulmonares. E parte do sangue é 
canalizado para a aorta através do ducto 
arterioso, que some após o nascimento. 
• Átrio e ventrículos comuns são septados, 
formando estruturas direita e esquerda. 
Atrial 
Do teto do átrio, desce um septo primo, que 
apresenta um forame primo, em direção ao 
coxin atrioventricular, de maneira que esse 
forame vá reduzindo em tamanho. 
• Antes da fusão do septo primo com o coxin, 
na outra extremidade são formadas 
perfurações na membrana do septo por 
apoptose, gerando um forame secundário, por 
onde o sangue passa o átrio direito para 
esquerdo. 
• É formado um segundo septo, que também 
nasce do teto do átrio primitivo, 
paralelamente a direita do septo primo. O 
septo segundo é mais curto e rígido que o 
septo primo, e o “tapa” interrompendo a 
circulação. 
 
• O sangue que entra pelo átrio direito a partir 
do seio venoso. Este átrio apresenta um 
débito de sangue elevado. Já no átrio 
esquerdo, o débito de sangue durante a fase 
fetal é inferior ao átrio direito, tendo em vista 
que os pulmões são cheios de água, pouco 
sangue entra e sai dele em direção ao átrio 
esquerdo. Essa diferença de pressão, o septo 
primo se desloca permitindo a passagem de 
sangue do átrio direito para o esquerdo. A 
essa estrutura, é dado o nome de forame oval. 
 
• Durante o nascimento, o cordão umbilical é 
formado e, assim, o débito de sangue que no 
átrio direito diminui. Por outro lado, os 
pulmões se enchem de ar e se tornam o local 
de oxigenação do sangue. Assim, mais 
sangue entra no pulmão e, 
consequentemente, mais sangue chega ao 
átrio esquerdo. Tendo isso em vista, a 
diferença de pressão leva ao fechamento do 
forame oval. 
 
 
ventricular 
• O canal atrioventricular no final do looping 
cardíaco não está no centro, fazendo a 
comunicação apenas entre o átrio primitivo e 
o ventrículo esquerdo primitivo, enquanto 
que o trato da aorta se comunica apenas com 
o ventrículo direito. 
• Assim, é necessário um realinhamento das 
câmaras para que o coxin atrioventricular e o 
trato de saída fiquem alinhados em um ponto 
que coincide com o septo que vai se formar 
separando os ventrículos.• Da base do ventrículo comum é formado 
um septo muscular capaz de separar o 
ventrículo esquerdo do direito. Ao final do 
seu crescimento, ainda há um espaço, o 
forame interventricular que necessita ser 
completado. 
• Diferentemente da atrial, a partir do trato de 
saída, é formado outro septo (da porção mais 
distal para o interior), que completa o forame 
formado na base do ventrículo. Este septo 
conta com a ajuda de células da crista neural 
(células das bordas dorsolaterais da placa 
lateral, quando esta se fecha, sofrem 
transação epitélio-mesênquima e migram 
lateralmente da porção mais dorsal para 
regiões mais distais do embrião). A crista 
neural cardíaca (somitos 1 a 3) vai migrar do 
dorso do tubo neural, entrar pelos arcos 
faríngeos e aórticos e entrar pelo trato de 
saída formando um septo, que separa o trato 
em aorta e artéria pulmonar, que apresentam 
mesmo calibre. 
• Esta decida se dá de forma central até o 
tronco de saída, fazendo uma espiral de 180°, 
levando a correspondência ideal entre os 
ventrículos e as artérias. 
 
 
Defeitos congênitos 
ectopia do coração 
• Condição arar em que o coração do embrião 
está numa região mais abdominal e ao nascer, 
o nenê apresenta o coração exposto 
parcialmente ou completamente na parede 
torácica. 
• Geralmente, ocorre a morte do feto 
• Caso não haja defeito cardíaco severo 
devido ao posicionamento, pode ser feita uma 
cirurgia que consiste em cobrir com pele o 
coração exposto. 
 
Dextrocardia 
• Mais frequente 
• No processo normal de looping cardíaco, o 
coração se desloca primeiro para a direita. No 
entanto, nessa doença o primeiro dobramento 
corre para esquerda, de forma que o coração 
e os vasos são revertidos da esquerda para a 
direita. 
• Caso não haja uma anomalia vascular 
associada, o coração funciona normalmente. 
 
 
Forame oval persistente 
• Forame segundo muito longo, o que faz 
com que o septo segundo não cubra o forame 
oval 
Comuns em trissomias e anomalias 
cromossômicas 
 
Canal atrioventricular persistente 
• Falha na fusão dos coxins atrioventriculares 
dorsal e ventral, que gera defeitos como 
septação do átrio e ventrículo e malformação 
das valvas atrioventriculares. 
 
Defeitos no septo ventricular 
• Desenvolvimento insuficiente do septo 
muscular inerventricularmente 
• Desenvolvimento insuficiente dos coxins 
proximais do trato de saída 
• Falha na fusão das porções muscular e 
membranosa 
• Defeitos no coxin atrioventricular 
 
Alinhamento do trato de saída 
• Ventrículo apresenta saída dupla para aorta 
e artéria pulmonar, além de defeito na 
septação ventricular. 
• Mistura de sangue desoxigenado e 
oxigenado no ventrículo direito: cianose, 
sopro cardíaco, defeitos no septo ventricular 
 
Septação via de saída 
• Tronco arterial venoso persistente com 
defeito no septo interventricular, leva a 
mistura de sangue e hipertensão pulmonar. 
• Na transposição das grandes artérias, os 
vasos estão posicionados em paralelo, se 
conectando ao ventrículo errado. É a 
principal causa de morte entre bebês com 
cardiopatia cianótica. 
 
• Tetralogia de Fallot ou maladie bleue leva a 
divisão desigual do trato de saída: estenose 
do tronco pulmonar, dextroposição ou 
cavalgamento da aorta, defeito do septo 
ventricular, hipertrofia do ventrículo direito.