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…. Sistema Cardiovascular …. Embriologi� 5 . 1.Introduçã� O sistema cardiovascular é o primeiro sistema importante a funcionar no embrião. O coração primitivo e o sistema vascular aparecem em meados da terceira semana do desenvolvimento. Por volta do 18º dia, as células precursoras dos vasos sanguíneos e as células precursoras do coração se diferenciam a partir do mesoderma. No 22º dia, já há início do batimento cardíaco. No 17º dia, os vasos começam a surgir no mesoderma esplâncnico da parede do saco vitelínico oriundos de agregados de células denominadas hemangioblastos, de onde surgem duas linhas de células: progenitoras hematopoiéticas primitivas e precursoras endoteliais. A vasculogênese têm início no mesoderma esplâncnico do disco embrionário, continuando no mesoderma paraxial. A rede vascular primitiva é expandida e remodelada por angiogênese. A hematopoiese começa no mesoderma extraembrionário do saco vitelínico e é deslocada para o fígado. As artérias intersegmentares penetram os derivados dos somitos e dão origem a parte da vasculatura da cabeça, pescoço, parede corporal, membros e coluna vertebral. Os ramos ventrais que alimentam o trato gastrointestinal são originários remanescentes de uma rede de artérias vitelinas, enquanto as artérias umbilicais se desenvolvem no pedículo do embrião e levam sangue para a placenta. O sistema cardinal drena a cabeça, pescoço, parede corporal e membros. As veias vitelinas drenam, inicialmente, o saco vitelínico. Já as veias umbilicais levam sangue oxigenado da placenta para o embrião. Por volta do 24º ou 25º dia, a circulação sanguínea já está estabelecida. A função circulatória é crítica para a viabilidade do embrião. É por isso que na quarta semana o sistema circulatório já está estabelecido e funcional, mesmo que ele venha a se remodelar mais tarde ao longo da embriogênese. O brotamento de membros, por exemplo, desvia os vasos principais que já haviam se formado para irrigar as suas células constituintes. O desenvolvimento precoce do embrião é necessário porque, com o embrião crescendo rapidamente, sua oxigenação e necessidades nutricionais não serão satisfeitas somente através da difusão. O sistema cardiovascular é derivado, principalmente, de: mesoderma esplâncnico, que forma o primórdio do coração; mesoderma paraxial e lateral próximo ao placóide ótico, a partir do qual a orelha interna se …. Sistema Cardiovascular …. desenvolve; células da crista neural da região entre as vesículas ópticas e o limite caudal do terceiro par de somitos. Começando na extremidade de influxo, o tubo cardíaco primário consiste, inicialmente, nos cornos esquerdo e direito do seio venoso, no átrio primitivo, no canal atrioventricular, no ventrículo primitivo esquerdo e em uma região curta de fluxo de saída. O aumento do comprimento do tubo cardíaco e a curvatura e o dobramento cardíaco adequado são movidos pela adição de células precursoras cardíacas pelo segundo campo cardíaco. Na extremidade do fluxo de saída, as principais adições são o ventrículo direito primitivo e o trato de saída que se conecta com o saco aórtico no orifício arterial. À medida que o trato de saída se alonga, podem ser distinguidos componentes proximais (cone) e distais (tronco). A septação do trato de saída leva às vias de saída ventriculares separadas esquerda e direita e à formação da aorta ascendente e do tronco pulmonar. Na extremidade do influxo, o segundo campo cardíaco também contribui com o miocárdio para a parede do seio venoso, para o corpo do átrio direito e esquerdo e para os septos atriais. O sangue venoso entra nos cornos do seio através das veias cardinais comuns, que formam um par simétrico. Contudo, as alterações no sistema venoso rapidamente deslocam todo o retorno venoso para a direita, de forma que todo o sangue do corpo e do umbigo entre no futuro átrio direito através das veias cavas superior e inferior em desenvolvimento. O corno do seio esquerdo se torna o seio coronário, que coleta o sangue da circulação coronária. No processo de intussuscepção, no qual o corno do seio direito e os óstios das veias cavas são incorporados à parede posterior do futuro átrio direito, a veia pulmonar se desenvolve e no interior do mesocárdio dorsal, deslocando-se para o futuro átrio esquerdo, como resultado do desenvolvimento de uma protuberância mesenquimal dorsal. Em seguida, as paredes da veia pulmonar são parcialmente incorporadas à parede atrial, formando a maior parte da parede atrial dorsal esquerda. O septo atrial começa a se desenvolver na 5ª e 6ª semanas, em um processo de duas etapas. Começa com a formação do septo primário, seguido pela formação do septo secundário. A formação desse complexo septal atrial leva à separação dos átrios direito e esquerdo. Entretanto, os dois septos só se …. Sistema Cardiovascular …. fundem após o nascimento, permitindo o desvio de sangue da direita para a esquerda durante a gestão, o que evita que haja circulação pulmonar no feto. As valvas atrioventriculares bicúspide e tricúspide se originam do tecido do coxim atrioventricular durante a 5ª e 6ª semanas. Enquanto isso, o coração passa por uma remodelação, alinhando corretamenteos futuros átrios e ventrículos uns com os outros e alinhando os ventrículos com seus respectivos futuros vasos de saída. Durante a expansão dos ventrículos direito e esquerdo primitivos, forma-se um septo ventricular muscular, responsável por separar parcialmente os ventrículos. Durante a 7ª e 8ª semanas, o trato de saída do coração conclui o processo de septação e divisão. Durante esse processo, a remodelação do tecido do coxim do trato de saída distal resulta na formação das valvas semilunares da aorta e da artéria pulmonar. A fusão dos coxins do trato de saída proximal cria o septo de saída, resultando na separação das saídas dos ventrículos esquerdo e direito. A completa septação ventricular depende da fusão do septo do trato de saída, do septo muscular e dos tecidos do coxim atrioventricular. O miocárdio cardíaco se diferencia em miocárdio funcional e miocárdio do sistema de condução. O epicárdio cresce a partir do órgão pró-epicárdico, cobrindo o miocárdio e contribuindo para a formação da vasculatura coronária, necessária para a oxigenação da parede miocárdica que está se tornando espessa e para a população de celular miocárdicas. Ao nascimento, quando o neonato começa a respirar, ocorre uma mudança rápida e dramática no padrão de circulação: a vasculatura pulmonar se expande e a circulação da placenta para o feto cessa. 5.2.Hematopoies� Feta� As células hematopoiéticas e células endoteliais estão entre os primeiros tipos de células que se diferenciam em um fenótipo funcional no embrião. Durante a embriogênese, o saco vitelínico se desprende do abdômen. E, como estamos muito longe de desenvolver a medula óssea, a hematopoiese precisa se estabelecer em um local transitório durante esse intervalo de tempo. Sabe-se que, na verdade, a função hematopoiética transita por várias locais e passa por diversas etapas ao longo do desenvolvimento embrionário. A hematopoiese se inicia com a diferenciação de hemangioblastos na parede dos sacos vitelínicos por volta do 17º dia. As células endoteliais passam a envolver agregados de células sanguíneas, formando as ilhotas sanguíneas. As células que se formam nas ilhotas de sangue do saco vitelínico são, principalmente, eritrócitos primitivos. As células endoteliais em diferenciação se organizam em pequenos vasos capilares por meio do processo de vasculogênese. No 18º dia, a hematopoiese passa para a aorta gônada mesonéfrica (AGM), uma pequena porção da aorta que foge à regra por também desenvolver hemangioblastos. A função hematopoiética da AGM é procedida pela colonização do broto hepático, o que, após o 27º dia, faz a função hematopoiética do embrião ser exercida fundamentalmente pelo fígado. Logo depois do fígado, a colonização da medula óssea ocorre, de maneira relativamente tardia no embrião, no final do primeiro trimestre, na décima primeira semana. Com o início do sistema circulatório funcional, esses outros órgãos citados são semeados com progenitores hematopoiéticos e com células-tronco hematopoiéticas definitivas (HSCs). …. Sistema Cardiovascular …. 5.3.Vasculogênes� � Angiogênes� No 18º dia, os vasos sanguíneos começam a se desenvolver no mesoderma esplâncnico intraembrionário. Contudo, a formação de vasos sanguíneos no mesoderma intraembrionário, ao contrário do extraembrionário, não está associada à hematopoiese, com exceção da região da AGM. Substâncias indutoras secretadas pelo endoderma subjacente causam a diferenciação de algumas células do mesoderma esplâncnico em angioblastos, que formam pequenas estruturas vesiculares. Essas estruturas se unem em longos tubos ou vasos, sendo este processo denominado vasculogênese. Esses cordões se desenvolvem em todo o mesoderma intraembrionário e se unem para formar uma rede extensa de vasos que estabelece a configuração inicial do sistema circulatório do embrião, que cresce e se espalha através de diversos processos. Quando o plexo vascular já está formado no embrião, ele deve ser remodelado para acomodar o crescimento do embrião e se desenvolver em um sistema de artérias e veias. A conclusão e a contínua remodelação dos vasos sanguíneos requer angiogênese, que se trata da expansão e remodelação do sistema vascular por meio de células endoteliais existentes e vasos gerados por vasculogênese. A expansão por angiogênese ocorre pelo brotamento ou por intussuscepção vascular (divisão ou fusão de vasos existentes). 5 . 4.Especificaçã� Artéri�-Ven�� Depois de especificados, os angioblastos adquirem imediatamente a identidade arterial ou venosa. De forma geral, assim que o sistema cardiovascular começa a se formar, já temos um coração batendo de maneira bem precoce e um plexo vascular se estabelecendo imediatamente com a segregação da identidade de artéria e veia, para que se possa definir o sentido do fluxo sanguíneo e, portanto, a funcionalidade do sistema. Além da ação do VEGF, existe uma sinalização notch-delta. Tipicamente, a via de sinalização notch-delta é associada à distinção entre células biopotentes. Um hemangioblasto é uma estrutura que pode se diferenciar em célula endotelial ou sanguínea e quem define o sentido dessa diferenciação é a via notch-delta. A partir do momento em que a célula endotelial se diferencia em artéria ou em veia, ainda existem alguns marcadores que são comuns aos dois tipos …. Sistema Cardiovascular …. celulares, comoo receptor 1 para VEGF. Entretanto, alguns marcadores, como a Efrina B2 e o receptor 3 para VEGF são específicos para células arteriais e para células venosas, respectivamente. Apesar dessa distinção, existe uma janela de plasticidade entre os vasos sanguíneos ao longo do desenvolvimento embrionário. A intensidade e a direção do fluxo, por exemplo, através de um mecanismo de mecanotransdução, pode ativar proteínas do citoesqueleto ou canais iônicos que fazem com que a expressão diferencial de genes possa determinar a diferenciação artério-venosa. Uma célula endotelial com notch negativo adquire o fenótipo de veia, enquanto uma célula com notch positivo começa a expressar fatores de artérias. 5.5.Desenvolviment� da� Artéria� d� Arc� Aórtic� O primeiro par de artérias do arco aórtico é formado entre o 22º e o 24º dia. Nessa etapa, o processo de dobramento corporal posiciona as extremidades craniais das aortas em uma alça dorsoventral. O primeiro par de artérias do arco aórtico resultante se situa no mesênquima espesso do primeiro par de arcos faríngeos em ambos os lados da faringe em desenvolvimento. Ventralmente, as artérias do arco aórtico surgem do saco aórtico, uma expansão situada na extremidade distal do trato de saída cardíaca. Dorsalmente, conectam-se às aortas dorsais esquerda e direita. As aortas dorsais permanecem separadas na região dos arcos aórticos, mas, durante a 4ª semana, fundem-se desde o quarto segmento torácico até o quarto segmento lombar, formando uma aorta dorsal na linha média. Entre os dias 26 e 28, as artérias dos arcos aórticos dois, três e quatro se desenvolvem por vasculogênese e angiogênese nos seus respectivos arcos faríngeos. As duas primeiras artérias dos arcos regridem quando os arcos posteriores se formam. A artéria do segundo arco surge até o 26º dia e cresce para conectar o saco aórtico às aortas dorsais, ao passo que o primeiro par de artérias do arco aórtico começa a regredir completamente. No 29º dia formam-se as artérias do sexto arco e as artérias do segundo arco regridem, exceto um pequeno remanescente, que origina parte da artéria estapédica, responsável por fornecer sangue ao primórdio do osso do estribo. Por volta do 35º dia, os segmentos da aorta dorsal que conectam as artérias do terceiro e quarto arco aórtico desaparecem em ambos os lados do corpo, de modo que as extensões craniais das aortas dorsais que alimentam a cabeça recebem sangue inteiramente através do terceiro arco aórtico. As artérias deste arco dão origem às artérias carótidas comuns direita e esquerda e à porção proximal das artérias carótidas internas direita e esquerda. Até a 7ª semana, a aorta dorsal direita perde suas conexões com a aorta dorsal fundida da linha média e com a artéria do sexto arco aórtico direito, enquanto permanece conectada à artéria do quarto arco direito, ao mesmo tempo em que a sétima artéria intersegmentar cervical direita se desenvolve no interior da região do broto do membro superior. A artéria subclávia direita deriva do quarto arco direito, de um …. Sistema Cardiovascular …. pequeno segmento da aorta dorsal direita e da sétima artéria intersegmentar direita. A região do saco aórtico conectada à artéria do quarto arco é modificada para formar o ramo da aorta em desenvolvimento denominado artéria braquiocefálica. A artéria esquerda do quarto arco aórtico se une a um pequeno segmento do saco aórtico e forma o arco da aorta e a porção proximal da aorta descendente (seu restante é originado das aortas dorsais fundidas). A porção distal da artéria do sexto arco aórtico esquerdo forma o ducto arterioso, que permite o fluxo de sangue do tronco pulmonar para a aorta descendente durante toda a gestação. Ao nascimento esse desvio é fechado e transformado no ligamento arterioso. Os vasos sanguíneos que se originam na parede do saco vitelínico se diferenciam para formar as artérias e veias do sistema vitelino. Quando o saco vitelínico encolhe com relação ao embrião que está se dobrando, os plexos vitelinos direito e esquerdo se unem para formar diversas artérias principais que formam anastomoses com os plexos vasculares do futuro intestino e com a superfície ventral da aorta dorsal. Esses vasos, no final, perdem sua conexão com o saco vitelínico, tornando‐se as artérias (celíaca, mesentérica superior e inferior) que fornecem sangue da aorta dorsal para o trato gastrointestinal. As adrenais, as gônadas e os rins são vascularizados por ramos laterais da aorta descendente. As artérias suprarrenais são a principal alimentação das glândulas suprarrenais, as futuras gônadas são vascularizadas pelas artérias gonadais e os rins, pelas artérias renais. No final da 3ª semana, pequenos ramos posterolaterais surgem por vasculogênese entre os somitos em desenvolvimento, desde o nível cervical até o sacral e se conectam à aorta dorsal. Nas regiões cervical, torácica e lombar, um ramo dorsal de cada um desses vasos intersegmentares vasculariza o tubo neural em desenvolvimento. Na região torácica, esses ramos ventrais se tornam as artérias intercostais e seus ramos cutâneos. Nas regiões lombar e sacral, elas se transformam nas artérias lombar e sacrais laterais. A curta continuação da aorta dorsal além dessa bifurcação para as artérias ilíacas comuns é denominada artéria sacral mediana. Na região cervical, os ramos intersegmentares formam anastomoses uns com osoutros para formar um padrão mais complexo de vascularização. As artérias vertebrais pareadas se originam de ramos longitudinais que se juntam para formar um vaso longitudinal e, secundariamente, perdem suas conexões intersegmentares para a aorta. 5.6.Sistem� Ven�� Embrionári� O embrião apresenta três sistemas venosos principais que executam diferentes funções. O sistema vitelino drena o trato gastrointestinal e os derivados do intestino; o sistema umbilical leva sangue oxigenado da placenta; o sistema cardinal drena a cabeça, o pescoço e a parede corporal. Todos os três …. Sistema Cardiovascular …. sistemas são inicialmente simétricos bilateralmente e convergem para os cornos direito e esquerdo do seio venoso. As veias vitelinas se originam dos plexos capilares da parede do saco vitelínico e formam parte da vasculatura do intestino em desenvolvimento e de seus derivados. Os vasos dos plexos vitelinos são cercados por cordões hepáticos em desenvolvimento, originando os sinusóides hepáticos, uma densa rede de espaços venosos em anastomose. Até o 3º mês, a veia vitelina esquerda desaparece por completo na região do seio venoso e o sangue do lado esquerdo das vísceras abdominais passa a drenar através da veia vitelina direita. A porção cranial dessa veia torna-se a porção terminal da veia cava inferior. O segmento da veia vitelina direita caudal ao fígado torna-se a veia porta e a veia mesentérica superior. Durante o 2º mês, a veia umbilical direita fica totalmente obliterada e a veia umbilical esquerda permanece. A veia umbilical esquerda perde sua conexão com o corno do seio esquerdo e forma uma nova anastomose com o ducto venoso. Assim, o sangue oxigenado da placenta chega ao coração por meio da única veia umbilical e do ducto venoso. O sistema de veias cardinais consiste em veias cardinais posteriores (caudais) e anteriores (craniais) pareadas, que se unem próximo ao coração para formar as curtas veias cardinais comuns que drenam para os cornos dos seios. As veias cardinais posteriores são substituídas pelas veias subcardinais e supracardinais, que se desenvolvem na parede do corpo em posição medial às veias cardinais posteriores. A veia supracardinal torácica esquerda passa a ser denominada veia hemiázigos, enquanto a direita é denominada veia ázigos. Ambas drenam para o átrio direito pela veia cava superior. As porções craniais das veias cardinais anteriores na região cervical em desenvolvimento dão origem às veias jugulares internas. Plexos capilares na face se conectam a esses vasos para formar as veias jugulares externas. 5.7.Estabeleciment� d� Linhage� Cardíac� O coração é o primeiro órgão a funcionar nos embriões humanos, iniciando seu batimento no 21º dia e o bombeamento de sangue até o 24º ou 25º dia. Grande parte do desenvolvimento cardíaco, incluindo remodelação e septação, ocorre enquanto o coração bombeia sangue. Isso se faz necessário para que nutrientes e oxigênio possam ser fornecidos, além de descartar resíduos durante o desenvolvimento embrionário e fetal. O coração embrionário é inicialmente identificável como um tubo único composto de miocárdio contrátil em torno de um tubo endocárdico interno, com uma matriz extracelular interposta. O coração também é um órgão assimétrico cujo padrão esquerda-direita é estabelecido durante a gastrulação. As células progenitoras cardíacas derivam do mesoderma intraembrionário que emerge do terço cranial da linha primitiva durante o início da gastrulação. Essas células saem da linha primitiva e migram, na …. Sistema Cardiovascular …. direção craniolateral, situando-se em ambos os lados da linha. Por fim, as células progenitoras cardíacas ficam localizadas no interior do mesoderma da placa lateral cranial em ambos os lados do embrião, estendendo-se e formando um arco cranial à dobra cefálica em desenvolvimento, formando o crescente cardíaco. As células do crescente cardíaco constituem o primeiro campo cardíaco. Acredita-se que a linhagem de células cardíacas seja especificada a partir das células mesodérmicas do interior do primeiro campo cardíaco. Contudo, o primeiro campo cardíaco não é a única fonte de células cardiogênicas para o coração em desenvolvimento, já que, medialmente ao primeiro campo cardíaco, existe uma população de células do segundo campo cardíaco. Para entendermos a especificação do mesoderma cardiovascular, precisamos recapitular que o processo notocordal é um bastão mesodérmico que percorre todo o eixo axial do embrião. As células do mesoderma secretam inibidores de BMP (noggin, chordin e folistatinas), o que faz a atividade desse morfógeno decair no eixo central do embrião, criando um gradiente antero-posterior de BMP. Como o mesoderma cardiogênico e o vasculogênico provém de estruturas laterais, é necessária alta atividade de BMP para especificar essas células. Assim, ambientes inibidos por BMP não terão diferenciação de células cardiovasculares. Além do BMP, o WNT é um outro morfógeno que se dispõe em um gradiente. Ele é expresso em toda a extensão do embrião, mas é inativado em regiões rostrais, devido à existência de antagonistas e inibidores de sua sinalização. Essa inibição cria um gradiente rostro-caudal de WNT, que especifica e discrimina o mesoderma cardiovascular entre si. Em suma, o mesoderma BMP+ e WNT- será especificado como mesoderma cardiogênico, enquanto omesoderma BMP+ e WNT+ será especificado como mesoderma vasculogênico. E essa discriminação está diretamente correlacionada com o posicionamento dos mesodermas no embrião: o mesoderma vasculogênico em região mais caudal e o mesoderma cardiogênico mais rostral. 5.8.Formaçã� d� Tub� Cardíac� Primári� Com a formação do celoma intraembrionário, o mesoderma da placa lateral é subdividido em camadas somática e esplâncnica, com o primeiro campo cardíaco formando-se no interior da subdivisão do mesoderma esplâncnico. Durante o processo de dobramento corporal, a porção mais cranial do primeiro campo cardíaco é puxada ventral e caudalmente para se situar em posição ventral ao endoderma do intestino anterior recém-formado. Os lados direito e esquerdo do primeiro campo cardíaco se unem quando as dobras corporais laterais se movem medialmente, permitindo aos dois braços do primeiro campo cardíaco se …. Sistema Cardiovascular …. fundirem na linha média, em posição caudal à dobra da cabeça e ventral ao intestino anterior. Essa fusão ocorre no local do portal intestinal anterior e avança no sentido cranial-caudal à medida que o tubo do intestino anterior se alonga. Após a fusão dos braços do primeiro campo cardíaco, os tubos endocárdicos, elementos vasculares, se formam no interior do campo e se desenvolvem no interior de cada braço. As células dos tubos endocárdicos se juntam em um único tubo quando os braços do campo cardíaco primário se unem para constituir o tubo cardíaco primário. Uma falha nessa fusão faz com que sejam formadas duas estruturas tubulares ao invés de um único tubo cardíaco primário, ocasionando a cárdia bífida . O tubo cardíaco primário abriga progenitores dos átrios e do ventrículo esquerdo, além do endocárdio. Ao passo que a fusão prossegue, a proliferação celular no primeiro campo cardíaco continua a adicionar mais segmentos caudais ao coração, incluindo o canal atrioventricular, os átrios primitivos e uma porção do seio venoso. No fim da 3ª semana, o dobramento cefálico do corpo leva o tubo cardíaco em desenvolvimento para a região torácica. Entre o 21º e o 22º dia, o tubo endocárdico primitivo é envolvido por uma massa de mesoderma esplâncnico que contém progenitores miocárdicos que se agregam em torno dos tubos endocárdicos fundidos para formar o miocárdio. A geleia cardíaca, uma camada espessa de matriz extracelular acelular, é depositada principalmente pelo miocárdio em desenvolvimento, separando-o do tubo endocárdico. O epicárdio é formado mais tarde por uma população de células mesodérmicas derivadas independentemente do mesoderma esplâncnico que migra para a superfície externa do miocárdio. Ao longo das 5 semanas seguintes, à medida que o coração tubular se alonga, expansões no tubo cardíaco primário contribuem para a formação das várias câmaras cardíacas. Começando na extremidade caudal (influxo), o seio venoso consiste nos cornos dos seios esquerdo e direito parcialmente confluentes, em que as veias cardinais comuns drenam. Em posição cranial ao seio venoso, a próxima câmara é o átrio primitivo, resultado da formação subsequente do complexo septal atrial, que se divide em esquerdo e direito. O canal atrioventricular, o ventrículo primitivo esquerdo, o ventrículo primitivo direito em desenvolvimento e o trato de saída estão conectados em série com o átrio. Os ventrículos primitivos são separados por uma prega muscular primária, que contribui para a formação do septo ventricular muscular. O canal atrioventricular e o ventrículo esquerdo são amplamente derivados do primeiro campo cardíaco, o que não ocorre com o ventrículo direito e o trato de saída, que são provenientes do segundo campo cardíaco. A via de saída forma a região de saída dos ventrículos esquerdo e direito. O trato de …. Sistema Cardiovascular …. saída pode ser subdividido em trato de saída proximal (cone arterial) e distal (tronco arterial), sendo que esse último se divide para formar a aorta ascendente e o tronco pulmonar. A extremidade cranial do trato de saída distal é conectada a uma expansão dilatada denominada saco aórtico, que é contínuo com a artéria do primeiro arco aórtico e também com as outras quatro, quando se desenvolverem. As artérias do arco aórtico formam grandes artérias que transportam sangue para a cabeça e o tronco. O tubo cardíaco primário é sustentado, inicialmente, na cavidade pericárdica em desenvolvimento pelo mesocárdio dorsal, formado pelo mesoderma esplâncnico localizada abaixo do intestino anterior. Após, esse mesocárdio dorsal se rompe ao longo de quase todo o comprimento do tubo cardíaco, com exceção da face mais caudal, onde um pequeno componente do mesocárdio dorsal permanece. Como resultado, o coração fica suspenso na cavidade pericárdica por seus polos arterial e venoso em desenvolvimento, e a região do mesocárdio dorsal rompido torna-se o seio transverso do pericárdio no interior do saco pericárdico do coração definitivo. O segundo campo cardíaco é a fonte das células progenitoras cardíacas externa ao primeiro campo cardíaco. O tubo cardíaco primitivo se alonga em ambas as extremidades, principalmente na extremidade de saída, pela adição de progenitores cardíacos do mesoderma do segundo campo cardíaco. 5.9.Dobrament� Cardíac� No 23º dia, o tubo cardíaco primário começa, simultaneamente, a se alongar e a se curvar emuma estrutura com formato de C, e a curvatura se estende na direção do lado direito. Essa curvatura tem a finalidade de formar uma torção no tubo, com o lado direito do coração tubular tornando-se curvatura externa e o lado esquerdo, interna. À medida que o tubo cardíaco continua se alongando nos polos arterial e venoso, ele assume uma configuração em formato de S. No processo, o ventrículo direito primitivo é deslocado caudalmente, ventralmente e para a direita, enquanto o ventrículo esquerdo primitivo é deslocado para a esquerda. O átrio primitivo adquire uma posição mais dorsal e cranial. …. Sistema Cardiovascular …. Até o 28º dia, o alongamento do tubo cardíaco está concluído, mas continua a haver remodelação adicional, de modo que o trato de saída fique situado entre os futuros átrios e o canal atrioventricular se alinhe com ambos os ventrículos. O resultado final do dobramento cardíaco é conduzir as quatro futuras câmaras do futuro coração à relação espacial correta entre elas. O restante do desenvolvimento do coração consiste, principalmente, na remodelação dessas câmaras, no desenvolvimento dos septos e válvulas adequadas entre elas e na formação do epicárdio, da vasculatura coronária, da inervação cardíaca e do sistema de condução O dobramento cardíaco envolve dois processos principais: o estabelecimento da direcionalidade do dobramento e a execução das etapas biomecânicas que estimulam o próprio dobramento. A direcionalidade do dobramento reflete a assimetria esquerda-direita estabelecida mais cedo, na gastrulação, sendo a curvatura inicial do tubo cardíaco para o formato de C a primeira evidência morfológica dessa assimetria embrionária. Em contrapartida, os mecanismos exatos que estimulam a curvatura inicial e o dobramento contínuo do tubo cardíaco até o formato de S ainda não são claros. 5.10.Formaçã� d� Vas� Sanguíne� Primitiv� Associad� a� Tub� Endocárdic� Muitos dos principais vasos do embrião se desenvolvem ao mesmo tempo que o tubo endocárdico. Os vasos de entrada e saída do futuro coração têm conexões com o endocárdio do tubo cardíaco primário mesmo antes que este tubo seja deslocado para o interior do tórax. As aortas dorsais pareadas, que formam os vasos de saída primários do coração, se desenvolvem no mesênquima dorsal do disco embrionário em ambos os lados da notocorda. Quando a flexão e o crescimento da dobra da cabeça levam o tubo cardíaco para a região cervical e, em seguida, para a região torácica, as extremidades craniais das aortas dorsais são puxadas ventralmente até formarem o primeiro par de artérias do arco aórtico, uma alça dorsoventral. Uma série de quatro artérias adicionais do arco aórtico se desenvolve durante a 4ª e 5ª semanas, juntamente com os arcos faríngeos mesenquimais. Ademais, a flexura craniocaudal facilita o dobramento cardíaco, ao aproximar os polos venoso e arterial no processo de convergência. Três vasos de cada lado inicialmente fornecem o fluxo de entrada para o coração. O sangue venoso do corpo do embrião entra no coração através de um par de troncos curtos, as veias cardinais comuns, que são formadas pela confluência das veias cardinais posteriores pareadas, que drenam o tronco, e as veias cardinais anteriores, que drenam a região da cabeça. Um par de veias vitelinas drena o saco vitelino e um par de veias umbilicais fornece sangue oxigenado ao coração, vindo da placenta. 5.11.Remodelaçã� d� Tub� Cardíac� � d� Vasculatur� Primitiv� No 22º dia, o sistema circulatório primitivo é bilateralmente simétrico, com as veias cardinais direita e esquerda drenando os dois lados do corpo e o sangue do coração sendo bombeado para os arcos aórticos esquerdo e direito e para as artérias dorsais. Durante a 4ª semana as aortas dorsais pareadas se fundem, formando uma única aorta dorsal na linha média. O sistema venoso é submetido a uma …. Sistema Cardiovascular …. remodelação complicada e todo o seu sangue drena para o átrio direito através das veias cavas superior e inferior recém-formadas. No 21º dia o coração começa a bater e do 24º ao 25º dia o sangue começa a circular por todo o embrião. O retorno venoso inicialmente entra nos cornos dos seios direito e esquerdo pelas veias cardinais comuns, veias umbilicais e veias vitelinas. Nas semanas seguintes, o sistema venoso é remodelado de maneira que todo o sangue venoso sistêmico entra no corno do seio direito pelas veias cavas superior e inferior. Ao passo que o fluxo de entrada venoso se desloca para a direita, o corno do seio esquerdo para de crescer e se transforma em um pequeno saco venoso na parede posterior do coração. Assim origina-se o seio coronário, que recebe a maior parte do sangue proveniente da circulação coronária do coração, e a veia oblíqua do átrio esquerdo. À medida que o corno do seio direito e as veias cavas aumentam para acompanhar o rápido crescimento do restante do coração, o lado direito do seio venoso é gradualmente incorporado à parede caudal direita do átrio em desenvolvimento, deslocando a metade original direita da parede atrial em desenvolvimento mais para a direita. O crescimento diferencial do seio venoso direito também reposiciona os vestígios do corno do seio esquerdo para a direita. A porção do átrio que consiste noseio venoso incorporado é denominada sinus venarum. A intussuscepção (dobramento para dentro de uma camada externa) do seio venoso direito faz com que os óstios das veias cavas superior e inferior e dos futuros seios coronários sejam incorporadas à parede dorsal do átrio direito definitivo, formando os orifícios. Após isso, as valvas venosas esquerda e direita se desenvolvem em ambos os lados dos três óstios. As valvas esquerda e direita se unem para formar o septo espúrio, um septo transitório, que, juntamente com a valva venosa esquerda, torna-se parte do septo secundário. A valva venosa direita permanece e contribui para a formação da crista terminal, da valva da veia cava inferior e das valvas do seio coronário. O nó sinoatrial está localizado na junção da veia cava superior e da crista terminal. Também durante a 4ª semana, no átrio esquerdo desenvolve-se a veia pulmonar, que se desloca para a esquerda devido ao crescimento assimétrico. Essa veia se divide em ramos pulmonares esquerdo e direito, que se bifurcam novamente e totalizam quatro veias pulmonares, crescendo em direção aos pulmões. 5.12.Septaçã� d� Coraçã� A divisão do coração em quatro câmaras ocorre através do processo de morfogênese valvulosseptal, que engloba a septação e a valvulogênese. Grandes eventos desse processo ocorrem entre o 28º e o 37º dia da gestação. O crescimento e a remodelação diferencial são responsáveis pela geração dos septos muscular ventricular e atrial. Entretanto, para que ocorra a partição das câmaras cardíacas, é necessário tecido do coxim derivado do endocárdio e das células da crista neural. Os coxins são protuberâncias preenchidas com mesênquima (na região atrioventricular) e cristas (ao longo do trato de saída). O desenvolvimento adequado dos tecidos dos coxins atrioventricular e do trato de saída é essencial para a conclusão da septação. Dois grandes coxins atrioventriculares se fundem e contribuem para a septação dos átrios e dos ventrículos para gerar a porção membranosa dos septos ventricular e atrial e, em conjunto com os coxins laterais, estão envolvidos na formação das valvas atrioventriculares. Os coxins do trato de saída estão envolvidos na separação da aorta da artéria pulmonar, na septação ventricular e na formação das valvas semilunares. O septo atrial maduro é formado pela fusão do septo primário e do septo secundário. Entre os septos há uma abertura que permite a passagem do átrio direito para o esquerdo durante a gestação. Essa …. Sistema Cardiovascular …. passagem é necessária para o desenvolvimento e expansão normais do átrio esquerdo e do ventrículo esquerdo, e permite que o sangue oxigenado do cordão umbilical não entre no sistema pulmonar em desenvolvimento, mas entre na circulação sistêmica. O septo primário é formado por volta do 26º dia, a partir de uma depressão ao longo da linha média no teto do átrio, se estendendo para o seu interior. Enquanto o septo primário se alonga, os coxins atrioventriculares dorsal e ventral se fundem para formar o septo atrioventricular. O septo secundário desenvolve-se a partir de uma nova crista de tecido de forma crescente no teto do átrio direito, parando de crescer antes de atingir o complexo mesenquimal atrioventricular e deixando uma abertura denominada forame oval, próximo ao assoalho do átrio direito. O septo primário evita o refluxo do átrio esquerdo para o direito, assegurando a correta circulação. O forame oval se fecha ao nascimento, pois a súbita dilatação da vasculatura pulmonar combinada com a interrupção do fluxo umbilical inverte a diferença de pressão entre os átrios e empurra o septo primário flexível contra o septo secundário mais rígido. O dobramento do tubo cardíaco, a expansão das câmaras e o realinhamento devem acontecer adequadamente para que ocorra o alinhamento do canal atrioventricular em desenvolvimento com o átrio direito e o ventrículo direito, e para que seja fornecido ao ventrículo esquerdo um caminho direto para o trato de saída. Quando os canais atrioventriculares, os ventrículos e o trato de saída cardíaca estiverem todos corretamente alinhados, estará pronto o palco para as fases remanescentes da morfogênese do coração: a conclusão da septação atrial, a septação dos ventrículos, a septação do trato de saída em aorta ascendente e tronco pulmonar e o desenvolvimento das valvas cardíacas, da vasculatura coronária e do sistema de condução. No final da 4ª semana, o septo ventricular muscular, situado entre as futuras câmaras ventriculares direita e esquerda, começa a se tornar uma estrutura mais proeminente durante o processo de expansão dos ventrículos. Contudo, o forame interventricular só se fecha por volta da 8ª semana de desenvolvimento. Enquanto o septo ventricular muscular se forma, o miocárdio começa a se espessar, desenvolvendo as cristas (ou trabéculas) miocárdicas na parede interna de ambos os ventrículos. As valvas atrioventriculares começam a se formar entre a 5ª e a 8ª semana. Os folhetos das valvas são projetados de modo a se dobrarem para trás para permitir que o sangue entre nos ventrículos dos átrios durante a diástole, mas se fecham para evitar o fluxo inverso quando os ventrículos se contraem durante a sístole. São liberados da parede miocárdica por remodelação e erosão da parede miocárdica ventricular. Isso leva à formação de bolsas ventriculares abaixo dosprimórdios da valva, deixando finos cordões …. Sistema Cardiovascular …. celulares que formam as cordas tendíneas e pequenos acúmulos de miocárdio denominados músculos papilares. A separação dos ventrículos direito e esquerdo é concluída quando o septo ventricular muscular se funde com o septo do trato de saída e com o lado ventricular do septo atrioventricular. O desenvolvimento dessa parte membranosa do septo ventricular normalmente ocorre entre a 5a e a 8a semana. Os dois principais coxins do trato de saída, juntamente com os coxins laterais intercalados, são escavados para formar os primórdios das valvas semilunares e dos seios semilunares. 5.13.Malformaçõe� Cardiovasculare� Malformações cardiovasculares congênitas são responsáveis por aproximadamente 20% de todas as malformações congênitas observadas nos bebês nascidos vivos. Teratógenos que, sabidamente, induzem malformações cardíacas incluem não apenas agentes químicos como lítio, álcool e ácido retinóico, mas também fatores associados a certas doenças maternas, como diabetes e rubéola. A etiologia da maioria das anormalidades cardíacas remanescentes (cerca de 80% a 85%) parece ser multifatorial, ou seja, são originárias da interação de influências ambientais ou externas (epigenéticas) com uma constelação maldefinida de determinantes genéticos do próprio indivíduo. Portanto, os indivíduos podem apresentar suscetibilidades genéticas muito diferentes à ação de um teratógeno específico. 5.13.1.Defeit� d� Sept� Atria� Em aproximadamente 6 de cada 10.000 bebês nascidos vivos, o septo secundário é muito curto para cobrir por completo o forame secundário (ou o forame secundário é excessivamente grande), de modo que um defeito do septo atrial persiste depois que o septo primário e o septo secundário são unidos ao nascimento. Esse tipo de defeito causa a passagem do sangue do átrio esquerdo para o átrio direito. Bebês com essa anormalidade geralmente são assintomáticos, mas o aumento persistente de fluxo para o átrio direito pode causar o aumento do átrio direito e do ventrículo direito, resultando em arritmias atriais debilitantes em fases posteriores da vida. O fluxo sanguíneo pulmonar excessivo também causa hipertensão pulmonar ao longo do tempo, acarretando insuficiência cardíaca. Defeitos do septo atrial são detectados mais frequentemente por ecocardiografia na infância, e podem justificar fechamento por cirurgia ou por um dispositivo de oclusão para evitar o início de hipertrofia cardíaca e hipertensão pulmonar. 5.13.2.Cana� Atrioventricular Persistent� Também chamado de defeito do septo atrioventricular, surge de falha na fusão dos coxins endocárdicos dorsal e ventral, podendo causar uma série de anormalidades secundárias, incluindo defeitos do septo atrial, defeitos do septo ventricular e malformação das valvas atrioventriculares. Uma consequência fisiológica do defeito é a passagem, da esquerda para a direita, do sangue após o nascimento. A intensidade depende da gravidade da malformação. Caso o defeito seja grave, é provável a ocorrência de hipertensão pulmonar e insuficiência cardíaca congestiva na infância. 5.13.3.Defeit� d� Sept� Ventricular São responsáveis por 25% de todas as anormalidades cardíacas documentadas em bebês nascidos vivos. A prevalência dessa malformação parece estar aumentando — uma estatística que pode representar um aumento real ou refletir a aplicação de melhores métodos de diagnóstico. Um defeito do septo ventricular pode ser originário de várias causas, como o desenvolvimento deficiente dos coxins proximais do trato de saída, a falha na fusão dos componentes ventriculares musculares e membranosos, falha na fusão dos …. Sistema Cardiovascular …. coxins endocárdicos dorsal e ventral (defeito do septo atrioventricular), desenvolvimento insuficiente do septo ventricular muscular e hemodinâmica alterada. Qualquer que seja a origem de um defeito do septo ventricular, sua consequência mais grave é a passagem do sangue da esquerda para a direita e o consequente aumento do fluxo sanguíneo para a circulação pulmonar. Em alguns casos, um defeito do septo ventricular se fecha espontaneamente durante a infância. 5.13.4.Defeit� d� Valv� Atrioventricular Surgem de falhas na remodelação necessária à formação dos folhetos das valvas, das cordas tendíneas e dos músculos papilares do tecido do coxim endocárdico e do miocárdio ventricular. A patogênese da atresia da valva ventricular, em que o orifício da valva é completamente obstruído, ainda não está esclarecida. Na atresia da valva tricúspide, o átrio direito fica sem comunicação com o ventrículo direito como resultado do desenvolvimento anormal da valva tricúspide. Pode ser decorrente de uma expansão anormal no lado direito do canal atrioventricular, de tal forma que não é estabelecido um trato de entrada normal do ventrículo direito. Alternativamente, o orifício tricúspide pode estar apenas parcialmente conectado ao ventrículo direito, resultando em uma valva tricúspide com inserção bilateral, com as cordas conectadas a ambos os ventrículos. Se o orifício tricúspide permanecer inteiramente acima do ventrículo esquerdo, será formada uma dupla via de entrada no ventrículo esquerdo. Não obstante, o resultado é que o sangue do átrio direito tem que fluir para o átrio esquerdo através de um forame oval persistente. Além disso, a maior parte do sangue que chega às artérias pulmonares percorreum desvio através de um defeito do septo ventricular e/ou através da aorta e de um ducto arterioso patente (persistente). O ducto arterioso é uma conexão entre a aorta e o tronco pulmonar que normalmente fecha logo depois do nascimento. Como consequência, o coração, em termos funcionais, é um coração univentricular, pois a circulação é direcionada unicamente pelo ventrículo esquerdo. Consequentemente, o ventrículo direito é hipoplásico, enquanto ocorre aumento do ventrículo esquerdo (ou seja, hipertrofia). Com o passar do tempo, isso causa insuficiência cardíaca. O mau alinhamento do trato de saída pode fazer com que o ventrículo tenha uma via de saída dupla (abrangendo a aorta e a artéria pulmonar). Na dupla via de saída do ventrículo direito, os tratos de saída aórtico e pulmonar se conectam ao ventrículo direito, e essa malformação quase sempre é acompanhada de um defeito no septo ventricular. Todo o fluxo de sangue arterial sai do ventrículo direito e o sangue oxigenado se mistura com o sangue desoxigenado no interior do ventrículo direito. Os sintomas surgem poucos dias depois do nascimento e incluem cianose (pela oxigenação sanguínea inadequada), sopro cardíaco, dispneia e (posteriormente) baixo ganho de peso. 5.13.5.Esten�� d� Valva� Semilunare� Envolve a estenose da valva aórtica ou pulmonar. A estenose da valva aórtica causa hipertrofia ventricular esquerda, hipertensão pulmonar e, por fim, insuficiência cardíaca. Pode ser congênita (geralmente o caso se os sintomas surgirem antes dos 30 anos), resultante de infecção (como febre reumática) ou degenerativa (consequência do envelhecimento). A estenose valvar congênita provavelmente é causada por um erro na cavitação e na remodelação no tecido do coxim do trato de saída responsável pela formação das valvas semilunares aórtica e pulmonar. Isso pode gerar uma valva aórtica bicomissural (que tem dois folhetos em vez de três). Uma valva bicomissural pode ser assintomática ou estenótica desde a infância ou pode se tornar estenótica com o tempo, frequentemente como resultado de calcificação. …. Sistema Cardiovascular …. 5.13.6.Defeit� d� Septaçã� d� Vi� d� Saíd� Diversas malformações resultantes de erros na septação do trato de saída podem ser causadas pelo desenvolvimento anormal das células da crista neural. O tronco arterioso persistente é resultado da não formação dos septos do trato de saída. Essa malformação inclui, necessariamente, um defeito do septo ventricular. O resultado é que o sangue dos dois lados do coração se mistura no trato de saída comum, principalmente na passagem da esquerda para a direita na direção do lado pulmonar, causando hipertensão pulmonar. Se isso não for tratado, os bebês com essa malformação morrerão nos primeiros 2 anos de vida. 5.13.7.Tetralogi� d� Fallo� Em alguns casos, defeitos associados são componentes da mesma malformação. Neste caso, tetralogia refere-se às quatro malformações clássicas da síndrome: estenose do tronco pulmonar, defeito do septo ventricular, deslocamento da aorta para a direita e hipertrofia do ventrículo direito. O principal defeito é uma divisão desigual do trato de saída, favorecendo a aorta, com o mau alinhamento do septo de saída em relação aos ventrículos direito e esquerdo. Todos esses defeitos favorecem a elevação da pressão do sangue no ventrículo direito, resultando em uma hipertrofia progressiva do ventrículo direito. 5.14.Alteraçõe� a� Nasciment� A transição da dependência fetal do suporte materno por meio da placenta para a existência relativamente independente do bebê no mundo externo no momento do nascimento desencadeia alterações dramáticas no padrão da circulação sanguínea no neonato. Na circulação fetal, o sangue oxigenado entra no corpo pela veia umbilical esquerda. No ducto venoso, esse sangue se mistura com um pequeno volume de sangue portal desoxigenado e, a seguir, penetra na VCI, onde se mistura com o sangue desoxigenado que retorna do tronco e das pernas. No átrio direito, esse fluxo de sangue, ainda altamente oxigenado, é transportado através do forame oval para o átrio esquerdo. O sangue oxigenado que entra no átrio direito do feto pela VCI e o sangue desoxigenado que entra pela veia cava superior formam correntes hemodinamicamente distintas e se misturam muito pouco no átrio. Essa separação de correntes é realizada, em parte, pelo formato e posicionamento da valva da VCI. Pouco sangue flui pela circulação pulmonar durante a vida fetal pois a resistência vascular dos pulmões fetais colapsados é muito elevada. O sangue transportado para a cabeça, pescoço e braços pela circulação fetal é mais oxigenado que o sangue fornecido para o tronco e membros inferiores, já que este último mistura-se com o sangue menos oxigenado que chega pelo ducto arterioso. Assim que o neonato respira pela primeira vez, importantes modificações convertem a circulação para a configuração adulta, na qual os circuitos pulmonar e sistêmico são separados. Quando os alvéolos se enchem de ar, os vasos pulmonares constritos se abrem e a resistência da vasculatura pulmonar diminui abruptamente. A abertura da circulação pulmonar e a interrupção do fluxo umbilical criam alterações em pressão e fluxo que causam a constrição do ducto arterioso e o fechamento do forame oval. O ducto venoso também se fecha logo após o nascimento.
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