Desenvolvimento do sistema cardiorespiratório

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Desenvolvimento do sistema cardiorespiratório
Amanda Gonçalves M3/2021.1 - UFRJ
- Rede de lacunas: primórdio da circulação útero-placentária
- Cordão umbilical se forma no pedúnculo do embrião
- Vasos extra embrionários se formam, no cordão umbilical e no saco vitelínico
- Esses vasos são os que estão em contato mais próximo do sangue materno que
circula entre as vilosidades coriônicas da placenta
- Vasos extra embrionários se formam a partir da diferenciação do mesoderma
extraembrionário
- Esses vasos se formam nas vilosidades coriônicas/placentárias, na placa
coriônica e no cordão umbilical e no saco vitelínico
- Os vasos intra embrionários se formam a partir da diferenciação do mesoderma
intra embrionário
- Os vasos intra embrionários, depois de formados, se conectam aos extra
embrionários pelo cordão umbilical
- As células sanguíneas embrionárias surgem a partir da proliferação das células da
parede dos próprios vasos sanguíneos extra e intra embrionários
- O sangue primitivo inicia sua formação na 3ª semana de desenvolvimento
- O coração primitivo também é chamado de tubo endocárdico único
- Todos os vasos que saem do coração primitivo são vasos pares, sendo que alguns
continuam como vasos pares e outros se fundem ou se degeneram, deixando
apenas um único vaso (caso da aorta dorsal, que inicialmente são duas, mas elas
se fundem para formar uma única)
- Emergindo da aorta dorsal há pequenos segmentos de vasos chamados de artérias
intersegmentares dorsais, que irrigam dorsolateralmente todo o corpo dorsal
embrionário, seguindo a disposição de segmentação dos somitos
- Emergindo ventralmente da aorta dorsal em direção ao saco vitelínico há a artéria
vitelínica
- Na região mais posterior do embrião, emergindo também da aorta dorsal e
adentrando a região do cordão umbilical até a placa coriônica e as vilosidades
placentárias, há as artérias umbilicais
- O vasos venosos que se conectam ao tubo endocárdico:
● Cefalicamente: veia cardinal anterior
● Caudalmente: veia cardinal posterior (ela e a cardinal anterior possuem
segmentos conhecidos como veias intersegmentares)
● Emergindo da placenta: veias umbilicais
● Emergindo do saco vitelínico: veia do saco vitelínico
- O sangue passa pelo tubo endocárdico único, chegando pelas veias cardinal comum,
umbilical e vitelínica na sua primeira câmara
- Esse coração primitivo possui uma contração, e o sangue flui de forma
unidirecional da região caudal para a região cefálica
- Sangue é impulsionado em direção aos arcos aórticos e depois para a aorta dorsal,
fluindo pelos seus ramos
- Todo sangue que retorna ao coração primitivo desemboca na porção caudal desse
tubo endocárdico
- Então, o sangue que retorna oxigenado pela veia umbilical se mistura com o
sangue venoso que retorna pela veia cardinal anterior e posterior (que desembocam
na cardinal comum) e também se mistura com o sangue venoso da veia vitelínica
- O tubo endocárdico único, então, possui 5 câmaras dispostas em série,
atividade contrátil e fluxo unidirecional da região caudal para a cefálica
FORMAÇÃO DA ÁREA CARDÍACA PRIMÁRIA
- O coração primitivo é formado a partir do mesoderme que se encontra na área
cardiogênica
- As células migram do nó primitivo pela linha primitiva e formam duas áreas
cardíacas, direita e esquerda, com células com expressão gênica diferenciada para
a formação do tubo endocárdico
- Essas células se alongam e formam uma meia lua cardíaca ou área cardiogênica
- Esse mesoderma sofre a angiogênese (a formação do coração se inicia como se ele
fosse um grande vaso)
- É o mesoderma esplâncnico que possui o mesoderma cardiogênico
- Pela diferenciação das células desse mesoderme, então, formam-se dois vasos de
grande calibre, os tubos endocárdicos direito e esquerdo (primórdio endocárdico)
- Com o dobramento transversal do embrião, esses dois tubos se fundem em um tubo
endocárdico único, suspenso pelo mesocárdio
- Esse tubo endocárdico único apresenta 3 porções muito distintas
- As células mesodérmicas se diferenciam externamente numa porção embrionária
miocárdica e uma mais interna, endocárdica. Entre os dois forma-se uma matriz
conhecida como geléia cardíaca ou endocárdica
- O tubo endocárdico único começa a crescer e a se curvar, o que delimita as câmaras
cardíacas primitivas, que inicialmente são 5: bulbo aórtico e cardíaco, ventrículo
primitivo, átrio primitivo e o seio venoso
- O bulbo aórtico cardíaco origina a artéria pulmonar e à artéria aorta
- O ventrículo primitivo dá origem ao ventrículo esquerdo e direito
- O átrio primitivo origina os átrios esquerdo e direito
- O seio venoso origina a parede do átrio direito e as veias cavas
DIREÇÃO DO DOBRAMENTO E ETAPAS BIOMECÂNICAS
- Coração começa a se deslocar para o lado esquerdo (processo de assimetria), e se
curva em “C” e depois em “S”
- Essa assimetria é orientada pelo controle molecular e expressão diferencial de genes
- Além disso, a curvatura reduzida da cavidade pericárdica, a perda de parte do
mesocárdio dorsal e a hemodinâmica são forças biomecânicas que auxiliam o
dobramento do coração
- A proteína flectin, secretada de forma assimétrica pela geléia cardíaca, também
auxilia na proliferação celular diferencial
PERDA DA SIMETRIA BILATERAL
- Pode ser dividida em 3 fases:
1. Início do nó de Hansen: movimentos ciliares promovem fluxo unidirecional de
um morfógeno à esquerda , e/ou junções GAP acumuladas à esquerda.
Morfógeno desconhecido. Parece ter início no nó de Hansen
2. Expressão gênica diferencial no lado esquerdo e direito (Genes lado
esquerdo: Shh, BMP, Nodal e Pitx2. Genes lado direito: Activina induz BMP4
que inibe Shh e induz fGf8 e cSnR que inibe Nodal no lado direito)
3. Morfogênese assimétrica dos órgãos
- Movimentos de torção do tubo endocárdico vão se acentuando
- Estruturas cefálicas vão se posicionando mais ventralmente e caudalmente (tronco
arterioso, bulbo aórtico e ventrículo primitivo)
- Seio venoso e átrio primitivo ascendem dorsalmente (na direção cefálica) e crescem
lateralmente
- O canal atrioventricular se divide em canais atrioventriculares esquerdo e
direito, e essa divisão se dá pelo crescimento das paredes dorsais e ventrais do
canal atrioventricular
- Coxins endocárdicos: representação da proliferação da parede dorsal e ventral do
canal atrioventricular
- Esses coxins crescem um em direção ao outro (o encefálico em direção ao dorsal e o
dorsal em direção ao encefálico) e se fundem, originando um coxim endocárdico
único que divide o canal atrioventricular em esquerdo e direito
- Nesse canais se formam as valvas cardíacas que comunicam o futuros átrios
direito e esquerdo com os ventrículos direito e esquerdo, respectivamente
- O septo primum promove a primeira divisão entre os átrios esquerdo e direito
- Esse septo é uma cunha de tecido que cresce da região cefálica em direção ao
coxim endocárdico
- Do assoalho do ventrículo também cresce um septo em direção ao coxim
endocárdico, o septo interventricular
- Então, o coxim endocárdico é um ponto de referência de fixação dos septos que
dividem o átrio e ventrículo comum em dois átrios e dois ventrículos
- Enquanto o septo interventricular cresce, forma-se o canal ou forame interventricular,
que é fechado com a adesão da borda superior do septo interventricular ao coxim
endocárdico
- Posteriormente a essa fusão, há a diferenciação da parede endocardial e miocardial,
formam-se as trabéculas e as outras estruturas histológicas que compõem os
ventrículos
- A septação ventricular, então, resume-se na formação e crescimento do septo
interventricular e termina com a adesão desse septo ao coxim endocárdico,
dividindo o ventrículo comum em direito e esquerdo
- Septação atrial:
● Mais complexa, pois o sangue oxigenado embrionário chega no átrio direito e
tem que passar rapidamente para o esquerdo
● Se o sangue for do átrio para o ventrículo (o que também acontece pois ainda
não há uma separação entre os dois, ele vai encontrar grande resistência
● No pulmão, esse sangue também encontra granderesistência pois ainda não
há um leito capilar formado (pulmão ainda sem função respiratória)
● O sangue deve ir rapidamente para a placenta para ser oxigenado (pois o
sangue oxigenado já chega e se mistura com o sangue advindo da veia
cardinal comum no átrio direito, tornando-se parcialmente oxigenado e tendo
que tornar rapidamente para a placenta)
● O fluxo sanguíneo ocorre do átrio direito para o esquerdo, e do
esquerdo para o ventrículo esquerdo, e do ventrículo para a aorta (fluxo
da direita para a esquerda, pois não há nada que fazer no ventrículo direito,
já que o pulmão ainda não funciona)
● Esse fluxo acontece entre todo o período embrionário e fetal
● Quando ocorre o nascimento, esse fluxo deve rapidamente deixar de existir
● Forma-se uma válvula que interrompe esse shunt/ligação
● A divisão atrial se dá pelo septo primum, que cresce do teto do átrio primitivo
em direção ao coxim endocárdico
● Esse septo, ao crescer, delimita uma abertura, o forame primum
● Enquanto esse septo cresce, o forame primum vai sendo obliterado com a
adesão da borda inferior do septo primum ao coxim endocárdico
● Mas, enquanto esse processo ocorre, outro forame vai sendo aberto ao
mesmo tempo, ao lado do átrio direito - o foramen secundum
● A formação desse segundo forame garante que o septo se forme sem
que haja interrupção da passagem de sangue do átrio direito para o
esquerdo
● O septo secundum cresce em direção caudal, mas também há um
crescimento de uma porção do septo secundum a partir do coxim
endocárdico em direção encefálica (ramo superior e inferior desse septo
crescem um em direção ao outro). Ele é delimitado pela porção inferior e
superior do septo primum
● Essas duas porções, quando começam a crescer, também delimitam o
forame oval - uma abertura delimitada entre as porções inferior e superior do
septo secundum
● O ramo superior do septo secundum cresce até ultrapassar um pouco a borda
inferior do septum primum (imagem G1 lá embaixo)
● Como a pressão do lado direito é maior que a do lado esquerdo (do lado
direito desembocam as veias cavas superior e inferior, que por sua vez
recebem sangue da veia umbilical. O lado esquerdo só tem o retorno
pulmonar, que ainda está em desenvolvimento, o que gera um baixo retorno
ao coração e uma baixa pressão), o sangue empurra a borda inferior do
septum primum para a esquerda, conseguindo passar da direita para a
esquerda (imagem H1 lá embaixo)
● Do lado direito, a alta pressão é causada pelo alto volume de sangue que
chega e pela alta resistência pulmonar que chega
● Desse modo, percebe-se a formação de uma válvula controlada pela porção
inferior do septum primum (ele abre e fecha o forame oval)
● Desse modo, a válvula do forame oval é a borda inferior do septo
primum (como a borda do septo primum se degenerou, não há mais um
referencial para delimitar-se o forame secundum)
● A válvula do forame oval é a borda inferior do septo primum que
promove o fechamento e a abertura ao encostar e se afastar da borda
superior do septum secundum, o que garante a passagem
INCORPORAÇÃO DO SEIO VENOSO PELO ÁTRIO DIREITO
- Propicia a desembocadura da veia cava superior no átrio direito e a formação da
maior parte do átrio direito pelo tecido do seio venoso
- O lado direito do átrio primitivo forma a aurícula direita
-
INCORPORAÇÃO DAS VEIAS PULMONARES PELO ÁTRIO ESQUERDO
- Do lado esquerdo, as veias pulmonares são incorporadas pelas paredes do átrio
esquerdo, contribuindo para a formação da parede lisa do átrio
SEPTAÇÃO DO BULBO AÓRTICO E CARDÍACO
- Forma-se pelo crescimento e adesão das paredes dorsal e ventral dessa região
- O crescimento se dá de forma espiral, fazendo que um vaso seja trançado em
direção ao outro e que sejam divididos em tronco pulmonar e aorta
CIRCULAÇÃO FETAL
- Sangue oxigenado chega pela veia umbilical, é desviado do fígado pelo ducto
venoso e deslocado para a veia cava inferior
- Da veia cava inferior esse sangue chega no átrio esquerdo e, nele, um pouco de
sangue vai para o átrio esquerdo e um pouco vai para o tronco pulmonar
- Do tronco pulmonar um pouco vai para os pulmões mas a maior parte é desviada
para o cajado da aorta pelo ducto arterioso
- A maior parte do sangue que chega no átrio direito é desviada para átrio esquerdo,
do átrio esquerdo vai para o ventrículo esquerdo e, dele, vai para a aorta e é
distribuído para todo o corpo
- O pouco do sangue que vai para os pulmões retorna pelas veias pulmonares, indo
para o ventrículo esquerdo também
- As artérias umbilicais, a veia umbilical, o ducto venoso e o arterioso também deixam
de existir
- As artérias umbilicais transformam-se no ligamento umbilical mediano
- A veia umbilical se diferencia no ligamento teres
- O ducto venoso (que desviava o sangue da veia umbilical direto pra veia cava
inferior, não passando por dentro do fígado, se transforma no ligamento venoso)
- O ducto arterioso, que desviava o sangue do tronco pulmonar para aorta
ascendente se diferencia num ligamento arterioso, que é fibroso
- Forame oval é fechado pois as pressões se invertem, fazendo com que a válvula
do forame oval (septum primum) se ligue à porção superior do septum secundum
- Esse fechamento é inicialmente mecânico, mas posteriormente ele transforma-se
em um fechamento histológico, com a adesão tecidual da borda inferior do septum
primum à borda superior do septum secundum
- Nessa região, forma-se uma cicatriz chamada de fossa oval
MALFORMAÇÕES CARDÍACAS
- 50% delas são cardíacas
- 90% são de causas desconhecidas
- 0.8% dos nascidos vivos possuem MF cardíacas
- O que mais se conhece são as originárias de alterações cromossômicas