Cap 13. Sistema Cardiovascular

ESTABLECIMIENTO Y ESTRUCTURACIÓN DEL CAMPO CARDIOGÉNICO PRIMARIO

Sistema vascular aparece en la mitad de la 3ª semana, ya no se satisfacen las necesidades nutricionales por difusión.

Células cardiacas progenitoras - Están en el epiblasto a un lado del extremo craneal de la línea primitiva.

Migran por el interior de la capa esplácnica del mesodermo de la placa lateral.

Forman un grupo de células que parecen herradura - Campo cardiogenico primario (CCP). Que forman aurículas, ventrículo

izquierdo (VI)

Campo cardiogenico secundario (CCS) - Mesodermo esplácnico.

Forma el resto del ventrículo derecho (VD) y tracto de salida, también aporta células para formar aurículas en el extremo caudal

del corazón.

Las CCP migran por la línea primitiva y el día 16 se especifican a ambos lados (lateral – medial) y se convierten en partes

distintas del corazón.

La estructuración es simultánea a la lateralidad, que junto a su vía de señalización es vital para el desarrollo

del corazón.

El campo CGS también presenta lateralidad, la determina la vía de señalización que establece la lateralidad de todo el embrión

explicando la naturaleza en espiral de la arteria pulmonar (VD) y aorta (VI).

Tras las células establecer el campo CGP, son inducidas por el endodermo faríngeo subyacente para formar mioblastos cardiacos

e islotes sanguíneos que darán origen a las células hemáticas y los vasos por medio del proceso de vasculogenesis.

Los islotes se unen y constituyen un tubo en forma de herradura recubierto de endotelio y rodeado de mioblastos, a esta region

se le conoce como región cardiogenica.

Otros islotes sanguíneos generan un par vasos longitudinales - Aortas dorsales

FORMACIÓN Y POSICIÓN DEL TUBO CARDIACO

Al inicio la porcion central de la region cardiogénica estaba delante de la membrana orofaringea y la placa neural.

Al cerrarse el tubo neural y formarse las vesículas del encéfalo

Crece el SNC, se extiende sobre la región cardiogénica central y la futura cavidad pericárdica.

Como crecimiento rápido del cerebro y pliegue cefálico, la membrana orofaríngea es empujada al frente y el corazón y cavidad

pericárdica van a la región cervical y luego al tórax.

Crece el embrión, se pliega en dirección cefalocaudal y también en sentido lateral.

Las regiones caudales del par de primordios cardiacos se fusionan excepto extremos caudales.

Simultáneamente la parte curva en herradura se expande para formar el tracto de salida y regiones ventriculares.

El corazón se convierte en un tubo dilatado continuo constituido por:

Revestimiento endotelial interno

Capa miocárdica externa

Drenaje venoso - Polo caudal

Bombeo de sangre - primer arco aórtica a la aorta dorsal

Al inicio está unido al lado dorsal de la cavidad pericárdica por mesocardio dorsal que deriva del CCS. No existe mesocardio

ventral

Al continuar el desarrollo desaparece la sección media del mesocardio dorsal y se crea el seno pericardico transverso que conecta

ambos lados de la cavidad pericárdica. El corazón queda suspendido por vasos sanguíneos en los polos.

Mientras estos eventos ocurren:

Miocardio se engrosa y secreta una capa de matriz extracelular rica en acido hialuronico denominada gelatina cardiaca que lo

separa del endotelio.

Órgano proepicardio - Se forma en células mesenquimatosas del extremo caudal del mesocardio dorsal.

Células de esta estructura proliferan y migran por la superficie del miocardio - Epicardio

El tubo cardiaco consta de 3 capas:

Endocardio - Revestimiento endotelial interno del corazon

Miocardio - Pared muscular

Epicardio/Pericardio ventral - Recubre el exterior del tubo. Esta capa es responsable de la formación de las arterias

coronarias.

FORMACIÓN DEL ASA CARDIACA

El tubo sigue aumentando de tamaño, se incorporan al extremo craneal células del campo CGS

Este proceso es esencial para:

La formación de la parte del VD y la región del tracto de salida

El proceso de plegamiento

Si se inhibe el crecimiento del tubo cardiaco:

DSVD, CIV, tetralogía de Fallot, atresia pulmonar y estenosis pulmonar.

Al alargarse el tracto de salida, el tubo cardiaco empieza a curvarse el día 23:

Parte cefálica - Ventral, caudal y a la derecha.

Parte auricular - Dorsal, craneal y a la izquierda.

Este plegamiento crea el asa cardiaca y se termina el día 28.

La porción auricular, al inicio estructura situada fuera de la cavidad pericárdica produce la aurícula común y posteriormente se

incorpora a la cavidad pericárdica.

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Cap 13. Sistema Cardiovascular

ESTABLECIMIENTO Y ESTRUCTURACIÓN DEL CAMPO CARDIOGÉNICO PRIMARIO

Sistema vascular aparece en la mitad de la 3ª semana, ya no se satisfacen las necesidades nutricionales por difusión. Células cardiacas progenitoras - Están en el epiblasto a un lado del extremo craneal de la línea primitiva. Migran por el interior de la capa esplácnica del mesodermo de la placa lateral. Forman un grupo de células que parecen herradura - Campo cardiogenico primario (CCP). Que forman aurículas, ventrículo izquierdo (VI) Campo cardiogenico secundario (CCS) - Mesodermo esplácnico. Forma el resto del ventrículo derecho (VD) y tracto de salida, también aporta células para formar aurículas en el extremo caudal del corazón. Las CCP migran por la línea primitiva y el día 16 se especifican a ambos lados (lateral – medial) y se convierten en partes distintas del corazón. La estructuración es simultánea a la lateralidad, que junto a su vía de señalización es vital para el desarrollo del corazón. El campo CGS también presenta lateralidad, la determina la vía de señalización que establece la lateralidad de todo el embrión explicando la naturaleza en espiral de la arteria pulmonar (VD) y aorta (VI). Tras las células establecer el campo CGP, son inducidas por el endodermo faríngeo subyacente para formar mioblastos cardiacos e islotes sanguíneos que darán origen a las células hemáticas y los vasos por medio del proceso de vasculogenesis. Los islotes se unen y constituyen un tubo en forma de herradura recubierto de endotelio y rodeado de mioblastos, a esta region se le conoce como región cardiogenica. Otros islotes sanguíneos generan un par vasos longitudinales - Aortas dorsales FORMACIÓN Y POSICIÓN DEL TUBO CARDIACO Al inicio la porcion central de la region cardiogénica estaba delante de la membrana orofaringea y la placa neural. Al cerrarse el tubo neural y formarse las vesículas del encéfalo Crece el SNC, se extiende sobre la región cardiogénica central y la futura cavidad pericárdica. Como crecimiento rápido del cerebro y pliegue cefálico, la membrana orofaríngea es empujada al frente y el corazón y cavidad pericárdica van a la región cervical y luego al tórax. Crece el embrión, se pliega en dirección cefalocaudal y también en sentido lateral. Las regiones caudales del par de primordios cardiacos se fusionan excepto extremos caudales. Simultáneamente la parte curva en herradura se expande para formar el tracto de salida y regiones ventriculares. El corazón se convierte en un tubo dilatado continuo constituido por: Revestimiento endotelial interno Capa miocárdica externa Drenaje venoso - Polo caudal Bombeo de sangre - primer arco aórtica a la aorta dorsal Al inicio está unido al lado dorsal de la cavidad pericárdica por mesocardio dorsal que deriva del CCS. No existe mesocardio ventral Al continuar el desarrollo desaparece la sección media del mesocardio dorsal y se crea el seno pericardico transverso que conecta ambos lados de la cavidad pericárdica. El corazón queda suspendido por vasos sanguíneos en los polos. Mientras estos eventos ocurren: Miocardio se engrosa y secreta una capa de matriz extracelular rica en acido hialuronico denominada gelatina cardiaca que lo separa del endotelio. Órgano proepicardi o - Se forma en células mesenquimatosas del extremo caudal del mesocardio dorsal. Células de esta estructura proliferan y migran por la superficie del miocardio - Epicardio El tubo cardiaco consta de 3 capas: Endocardio - Revestimiento endotelial interno del corazon Miocardio - Pared muscular Epicardio / Pericardio ventral - Recubre el exterior del tubo. Esta capa es responsable de la formación de las arterias coronarias. FORMACIÓN DEL ASA CARDIACA El tubo sigue aumentando de tamaño, se incorporan al extremo craneal células del campo CGS Este proceso es esencial para: La formación de la parte del VD y la región del tracto de salida El proceso de plegamiento Si se inhibe el crecimiento del tubo cardiaco: DSVD, CIV, tetralogía de Fallot, atresia pulmonar y estenosis pulmonar. Al alargarse el tracto de salida, el tubo cardiaco empieza a curvarse el día 23: Parte cefálica - Ventral, caudal y a la derecha. Parte auricular - Dorsal, craneal y a la izquierda. Este plegamiento crea el asa cardiaca y se termina el día 28. La porción auricular , al inicio estructura situada fuera de la cavidad pericárdica produce la aurícula común y posteriormente se incorpora a la cavidad pericárdica.

La union auriculoventricula r no se expande y da origen al conducto auriculoventricular , que conecta la aurícula común con el ventrículo embrionario temprano. El bulbo arterial : Es strecho salvo en su tercio proximal - Da origen a la porcion trabeculada trabeculada del ventriculo derecho. Cono arterial - constituirá los tractos de salida de los dos ventrículos. Tronco arterial - formara las raíces y segmentos proximal de la aorta y la arteria pulmonar. Se le denomina foramen ( agujero ) interventricular primario a la union entre el ventrículo y el bulbo arterial, indicada externamente por el surco bulboventricula ,permanece estrecha. El tubo cardiaco se organiza por regiones siguiendo su eje craneo-caudal en el siguiente orden: Región troncoconal Ventrículo derecho Ventrículo izquierdo Región auricular Cuando el plegamiento se completa: El tubo produce trabéculas en las áreas proximales y distales respecto al foramen interventricular primario Ventrículo izquierdo primitivo - Ventrículo primitivo ahora trabeculado. Ventrículo derecho primitivo - Tercio proximal trabeculado del bulbo cardiaco. La region troncoconal del tubo cardiaco, originalmente a la derecha de la cavidad pericárdica se desplaza hacia medialmente por las 2 dilataciones transversales que sobresalen a cada lado del bulbo cardiaco. REGULACION MOLECULAR DEL DESARROLLO CARDIACO Al inducir el factor de transcripción NKX2.5, las señales procedentes del endodermo anterior (craneal) inducen una región responsable de la formación del corazón en el mesodermo visceral suprayacente. Estas señales requieren la secreción de BMP-2 y BMP-4 por parte del endodermo y el mesodermo de la placa lateral. La actividad de las proteínas WNT (3 y 8) secretadas por el tubo neural debe quedar bloqueada ya que estas proteínas normalmente inhiben el desarrollo del corazón. Los inhibidores (crescent y cerberus) de las proteínas WNT son producidas por las células endodérmicas inmediatamente adyacentes al mesodermo que origina el corazón de la mitad anterior al embrión. La actividad de la proteína morfogénica ósea (BMP) junto con la inhibición de las WNT por parte de crescent y cerberus desencadena la expresión de NKX2.5, que es el gen maestro del desarrollo del corazón. Una vez que se ha formado el tubo cardiaco, la parte venosa es especificada por el ácido retinoico (AR ) producido por el mesodermo adyacente a las futuras aurículas y al futuro seno venoso. Después de esta primera exposición al AR, estas estructuras expresan el gen para la retinaldehído deshidrogenasa, que les permite fabricar su propio AR y las induce a convertirse en estructuras cardíacas caudales. En las regiones cardíacas anteriores (ventrículos e infundíbulo), las concentraciones más bajas de AR contribuyen a especificar estas estructuras. El gen NKX2.5, contiene un homeodominio y es homólogo del gen tinman que regula el desarrollo del corazón en Drosophila. TBX5 es otro factor de transcripción que contiene un motivo de unión al ADN conocido como caja T. La formación del asa cardíaca depende de varios factores incluidas las vías de lateralidad y la expresión del factor de transcripción PITX2 en el mesodermo de la placa lateral del lado izquierdo. NKX2.5, regula la expresión de HAND1 y HAND2 , dos factores de transcripción que se expresan en el tubo cardíaco primitivo y que posteriormente quedan restringidos a los futuros ventrículos izquierdo y derecho. Contribuyendo a la expansión y diferenciación de los ventrículos. DESARROLLO DEL SENO VENOSO A mediados de la 4ª semana: Seno venoso - Recibe sangre venosa de las astas de los senos derecho e izquierdo Cada asta recibe 3 venas importantes: Vena vitelina u onfalomesenterica Vena umbilical Vena cardinal común Al inicio: La comunicación entre el seno y la aurícula es amplia. En poco tiempo la entrada del seno se desplaza a la derecha. Esto se debe al cortocircuitos sanguineo izquierda-derecha en el sistema venoso en las semanas 4 y 5. Con la obliteración de la vena umbilical derecha y la vena vitilina izquierda en la 5ta semana el asta del seno izquierdo del seno venoso pierde su importancia. Al obliterarse la vena cardinal común izquierda en la 10ª semana, del asta del seno izquierdo solo quedan la vena oblicua de la aurícula izquierda y el seno coronario Como consecuencia de los cortocircuitos izquierda-derecha crecen el asta y venas del seno derecho. El asta derecha es la única comunicación entre seno venoso original y la aurícula, se incorpora a la aurícula derecha para formar la parte de pared lisa.

En el corazón completamente desarrollado la aurícula derecha embrionaria se convierte en el apéndice auricular trabeculado derecho que contiene los músculos pectineos. Sinos venarum se forma a partir del asta derecha del seno venoso. La auricula izquierda embrionaria original queda representada por poco mas que el apéndice auricular trabeculado , la parte de pared lisa se origina en la vena pulmonar. Formación de un tabique en el conducto auriculoventricular Al final de la 4ª semana: Aparecen 4 almohadillas endocardicas auriculoventriculares, una a cada lado y anterior y posterior al conducto auriculoventricular. Al inicio el conducto auriculoventricular da acceso al ventrículo izquierdo y está separado del bulbo arterial por el borde bulboventricular ( cono ). Al final de la 5ª semana: El extremo posterior del borde se extiende casi hasta la mitad de la base de la almohadilla endocardica dorsal y se vuelve mucho menos prominente. El conducto auriculoventricular se expande a la derecha, la sangre que cruza el orificio auriculoventricular tiene acceso a ambos ventrículos. Además de las almohadillas ventral y dorsal, aparecen 2 almohadillas auriculoventriculares laterales en los bordes derecho e izquierdo del conducto. Las almohadillas dorsal y ventral se proyectan en mayor medida dentro de la cavidad y se fusionan. El resultado es una división completa del conducto en orificios auriculoventriculares izquierdo y derecho al final de la 5ta semana. Válvulas auriculoventriculares Una vez fusionadas las almohadillas endocárdicas auriculoventriculares, cada orificio auriculoventricular queda circundado por proliferaciones locales de tejido mesenquimatoso derivadas de las almohadillas endocardicas. El torrente sanguíneo ahueca y adelgaza el tejido en la superficie ventricular de estas proliferaciones, el tejido mesenquimatoso se vuelve fibroso e integra las válvulas auriculoventriculares que permanecen adheridas a la pared por medio de cordones musculares. El tejido de los cordones degenera y lo reemplaza por tejido conectivo denso, por ello, las válvulas son tejido conectivo cubierto por endocardio. Están conectadas por cuerdas tendinosas a los músculos papilares y trabéculas musculares gruesas en la pared ventricular. Válvula bicúspide (mitral) - Compuesta por 2 valvas en el conducto auriculoventricular izquierdo. Válvula tricúspide - 3 valvas en el conducto auriculoventricular derecho Formación de los tabiques del tronco arterial y del cono arterial 5ª semana: Aparecen pares de rebordes llamados crestas del tronco arterial, la de la región superior derecha, cresta superior derecha del tronco arterial, la de la izquierda, cresta inferior izquierda del tronco arterial. El derecho crece distalmente a la izquierda y el izquierdo distalmente a la derecha. Mientras se extienden al saco aórtico, las crestas crecen en en espiral y da lugar a la posición de las arterias aorta y pulmonar Una vez que se fusionaron, forman el tabique aortopulmonar que da lugar a la posición de la aorta y la pulmonar. Cuando aparecen los rebordes en el tronco, crestas similares se desarrollan a lo largo de las paredes dorsal derecha y ventral izquierda del cono arterial. Estas crestas crecen hasta unirse al tabique del tronco, una vez unidas forman un conducto anterolateral (el tracto de salida del ventrículo derecho) y uno posteromedial (tracto de salida de ventrículo izquierdo) Células de la cresta neural cardíaca (romboencéfalo) - Migran por los arcos faríngeos 3,4 y 6 a la región de salida del corazón. Participan en la formación de crestas endocárdicas en el cono y tronco arterial. La migración y la proliferación de las células cardiacas de la cresta neural están reguladas por el CCS mediante la via de señalización NOTCH. Como estas también contribuyen al desarrollo craneofacial, puede haber anomalías faciales y cardiacas. Formación de tabiques en los ventrículos Al final de la 4ª semana: Se expanden los ventrículos por el crecimiento del miocardio en el exterior y la producción de divertículos y trabéculas en el interior. Las paredes mediales de los ventrículos se fusionan y forman la porción muscular del tabique interventricular. Hay comunicación de los ventrículos entre el borde libre del tabique ventricular muscular y las almohadillas endocárdicas fusionadas. El foramen interventricular está arriba de la porción muscular del tabique interventricular y se contrae al completarse el tabique del cono. El crecimiento de tejido de la almohadilla endocárdica anterior a lo largo de la parte superior del tabique interventricular muscular cierra el orificio. El cierre completo del foramen interventricular da origen a la PORCIÓN MEMBRANOSA DEL TABIQUE INTERVENTRICULAR. Válvulas semilunares Cuando las divisiones del tronco arterial estan por completarse, aparecen los primordios de las válvulas semilunares, pueden observarse como tubérculos pequeños en las protuberancias troncales. De cada par una se asigna al conducto pulmonar y la otra al canal aórtico. Un 3er tubérculo aparece en ambos canales. Los tubérculos se ahuecan en la superficie superior y originan las válvulas semilunares

FORMACIÓN DEL SISTEMA CONDUCTOR DEL CORAZÓN

En un principio: Todas las células miocardicas en el tubo cardiaco tienen actividad marcapasos y el corazón comienza a latir alrededor de los 21 días de gestación. Poco después, el marcapasos cardiaco queda restringido a la región caudal izquierda del tubo cardiaco. Más tarde: El seno venoso asume la función, se incorpora a la aurícula derecha. Nodo sinoauricular (SA) - Al tiempo que se incorpora a la auricula derecha el tejido del marcapasos se dispone cerca del orificio de drenaje de la vena cava superior. El nodo aurículoventricular (AV) se forma a partir de un grupo de celulas alrededor al conducto auriculoventricular que se juntan para formar el el nodo AV. Los impulsos del nodo pasan hacia el haz auriculoventricular (de His) y sus ramas izquierda y derecha , a ultimo alcanzan la red de fibras de purkinje que se distribuye por los ventrículos y los activa. Todas las celulas del sistema de conducción cardiaco derivan de los miocitos cardiacos mediante la expresión del factor de transcripción TBX3 que se diferencian en: Células del nodo Ramas del haz Fibras de purkinje Exceptuando: Fibras nerviosas simpáticas y parasimpáticas DESARROLLO VASCULAR Vasos sanguíneos se desarrollan por 2 mecanismos: Vasculogenesis - Los vasos surgen por coalescencia de angioblastos. (Aorta, venas cardinales) Angiogenesis - Los vasos sanguíneos brotan de otros existentes (Restó del sistema vascular) Todos los patrones del sistema se definen gracias a impulsos que implican factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF). SISTEMA ARTERIAL Arcos aórticos Arcos faríngeos - Se forman durante la 4ª y 5ª semanas, reciben su propio nervio y arterias craneales. Sus vasos craneo-caudal Arcos aórticos - Se originan en el saco aórtico que es la parte más distal del tronco arterial. Están incluidos en el mesénquima de los arcos faríngeos y terminan en las aortas dorsales izquierda y derecha. Saco aórtico - Aporta una rama a cada arco nuevo que se forma, da un total de 5 pares de arterias. El 5to arco no se forma Los 5 arcos se numeran I, II, III, IV y VI. En un proceso posterior, se modifica el patrón arterial y algunos vasos involucionan por completo. Las celulas de la cresta neural de cada arco contribuye al recubrimiento (Musculo Liso y Tejido Conectivo) de los vasos. Las señales de FGF8 en el ectodermo del arco son importantes para desarrollar el 4° arco. El gen maestro de la lateralidad PITX2, expresado en el saco aórtico, el CCS y mesodermo del arco, controla la lateralidad. La división del tronco arterial por efectos de las crestas troncoconales separa el recto de salida em: Aorta ventral Tronco pulmonar Después el saco aórtico da origen a: Asta derecha - Dará origen a la arteria braquiaocefálica. Asta izquierda - Dará origen al segmento proximal del cayado aórtico. Día 27: La mayor parte del primer arco aórtico desaparece, persiste un segmento pequeño que dará origen a la arteria maxilar. Ppronto desaparece el segundo arco aórtico , las partes restantes formarán arterias hioides y del estribo ( estapedia ). El tercer arco es grande. El 4° y 6° están en formación. El6° está incompleto, la arteria pulmonar primitiva ya existe como una de sus ramas principales. Día 29: Desaparecen el 1er y 2° arcos aórticos. Arcos 3°, 4° y 6° son grandes. La región conotroncal se ha dividido, los seis arcos ahora tienen continuidad con el tronco pulmonar. Sigue el desarrollo y el sistema de arcos aórticos pierde simetría. 3er arco aórtico Constituye la arteria carótida común y la primer porción de la arteria carótida interna. El resto de la carótida interna es formada por el segmento craneal de la aorta dorsal. La arteria carótida externa es una rama ventral a nivel del saco aórtico entre el 1er y 2do arco aórtico. 4to arco aórtico Lado izquierdo - Constituye parte de cayado aórtico, entre la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavian izquierda. Lado derecho - Forma el segmento más próximo de la arteria subclavia derecha, cuya parte distal se forma de una porción de la aorta dorsal derecha y la 7ª arteria intersegmentaria. 5to arco aortico - Nunca se forma 6to arco aórtico/arco pulmonar - Produce una rama importante que crece hacia la yema pulmonar Lado derecho - Su extremo proximal se convierte en el segmento proximal de la arteria pulmonar derecha. Su extremo distal pierde contacto con la aorta dorsal y desaparece. Lado izquierdo - Su segmento distal persiste durante la vida intrauterina como el conducto arterioso. Su segmento proximal forma la arteria pulmonar izquierda

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Cap 13. Sistema Cardiovascular

ESTABLECIMIENTO Y ESTRUCTURACIÓN DEL CAMPO CARDIOGÉNICO PRIMARIO

FORMACIÓN DEL SISTEMA CONDUCTOR DEL CORAZÓN