Anatomie/Embriologie Curs 2 : Embriogeneza cardiaca

ANATOMIE/EMBRIOLOGIECURS 2Embriogeneza cardiacObiectivele prezentrii:

Prezentarea etapelor morfogenezei cardiace, de la stadiul angiogenic la edificarea cordului tetracameral de tip fetal

Prezentarea corelaiei morfofuncionale i fiziopatologice ntre dezvoltarea embriofetal normal i anomaliile cardiace congenitale

Consideraii generale:

Inima este primul organ care apare, dar funcioneaz, n timpul vieii embrio-fetale

Filogenetic, anatomia cordului i pstreaz

Dezvoltaera cordului urmeaz acelai pattern n toat seria vertebratelor

Formarea ariei cardiogeneFormarea i localizarea tubului centralFormarea ansei cardiaceSeptarea corduluiAtriile i septarea atrialCanalul atrioventricular i septaea atrioventricularFormariea atriilor definitiveSeptarea ventriculului primitvDezvoltarea venelor pulmonareVenelor pulmonareEdificarea valvelor cardiaceFormarea endocarduluiFormarea epicarduluiFormarea miocarduluiInervaia cordului fetalMalformaii cardiaceFormarea ariei cardiogenencepe n stadiul de 7 somite nS4, cnd anterior de placa neural i lama precordal, la nivelul extremitii cefalice se formeaz din mezenchim primele celule cu proprieti angioformatoare care se aglomereaz edificnd aria cardiogen.

Celulele cardiogenice au 2 origini:

majoritar provin din epiblast, care se dezvolt sub aciunea unei gene MZOD care stimuleaz transformarea celulelor epiblastice n celule cardiogenice. Aceste celule apar iniial la extremitatea cranial anodulului Hensen, dup care odat cu alungirea n sens craniocaudal a liniei primitive se dispun ntr-o zon ventral i o zon dorsal, formnd cele 2 cmpuri cardiogenice

Marginile craniale ale celor 2 cmpuri cardiogenice vor forma mugurii miocardici din care se edific viitoarea curbur extern. Marginile laterale rmn ataate de intestinul ventral, formnd un miocard primitiv n forma literei W ce se deschide n intestin.

Aria cardiogenic se ngusteaz i se alungeste, se flecteaz pe dreapta; printr-un proces de convergen cele dou extremiti se apropie median i treptat, fuzioneaz n direcie cranio-caudal

Se formeaz astfel tubul primitiv cardiac unic, stratul su endotelial devenind endocardul cordului definitiv

Formarea pericard

Tubul caardiac primitv este suspendat de pericard prin mezocardul dorsal

Formarea i accentuarea flexiunii cranio-caudale a corpului embrionar determin bascularea cu 180 grade n jurul unui ax transversal a primordiului pericardului

Din tubul cardiac primitv se edific 5 zone: anterior trunchiul arterial, bulbus cordis, ventricul primitiv, atrium, sinus venosus

Formarea ansei cardiace

Celulele mezenchimale din splanchnopleur se dispun ca o manta n jurul tubului endocardic. Din ele se vor diferenia celule musculare ale miocardului i celulele mezoteliale ale epicardului.

Mezocardul dorsal dispare, iar tubul cardiac rmnne conectat de pericard doar la extremiti, n rest fiind liber n cavitatea pericardic.

Tubul cardiac are un capt arterial, cefalic, i altul venos, caudal

ntre extremiti se difereniaz dilataiile, separate la exterior prin anuri.

Dilataia dinspre captul arterial poart numele de bulbul primitv al cordului, du care urmeaz ventriculul primitv, i atriul primitv n care se deschide sinusul venos care are dou coarne, unul stng i altul drept.

Bulbul cordului se continu cranial cu sacul aortic sau cu aortele ventrale.

Sinusul venos prezint la fiecare extremitate orificii de deschidere a venelor viteline, venele ombilicale i venei cardinale comune, ceea ce nseamn c la sfritul s5 inima conine un segment de input, un segment de output, o camer atrial comun i un ventricul primitiv comun.

Din bulbus cordis se dezvolt cordul primitiv. Spre deosebire de celelalte dilataii, bulbul are un ritm de cretere mai lent. El nu rmne rectiliniu, ci treptat i modific forma n funcie de flectarea embrionului, forma literei U apoi S. Dezvoltarea bulbului cordului se realizeaz pe seama a 3 populaii celulare, iniial extraacardiace ce treptat invadeaz cordul: proepicardul din care se va edifica epicardul, spina vestibuli din care se va edifica o parte din septul atrial primitiv i creasta neural din care se va forma septum secundum Cnd se formeaz aceste straturi, cordul ncepe s bat.

Septarea cordului

Schimbrile de poziie ale cavitilor cordului se continu i n dezvoltarea ulterioar, pn cnd se ajunge la forma definitiv. Din regiunea cervical cordul i pericardul coboar n mediastinul mijlociu, i odat cu aceast coborre se produce i septarea cavitii primitiive. Septurile se edific Z27-28 concomitent cu creterea n lungime del a 5mm 16 17 mm

Septarea cordului se face sub aciunea inductorie a crestelor neurale care vor controla topografia primordiilor septale i regionalizarea ansei cardiace

Septarea atriului primitivSeptarea atriului primitivOdat cu flectarea lateral camera atrial comun se lrgete progresiv i va fi mprit de un sept atrial primitv ntr-un atriu drept i unul stng formarea atriilor menine axa de simetrie stnga dreapta a cordului i din cauza asta cordul este orientat oblic n jos la stnga i uor recurbat.

Atriile se dezvolt aproximativ simetric pn cnd fluxul venos va fi remodelat spre partea dreapt. Deasupra septului atrial primitiv numit septum atrial prim se va depune un pliu miocardic care va forma septum secundum. n partea central a septului prim printr-un proces de resorbie se formeaz un orificiu numit foramen secundum. Septum secundum evolueaz n sens descendent i tinde s obtureze foramen secundum, marginea liber a prii inferioare a septum secundum va forma cu septul atrio-ventricular un foramen ovale.

Marginea liber a septului prim va juca un rol de valv care mpiedic la nivel foramenului ovale trecerea sngelui din atriul stng n cel drept i permite doar trecerea din drept n stng. Astfel n viaa fetal o parte din sngele din atriul drept trece n atriul stng i mai departe trece n circulaia sistemic, evitnd circulaia pulmonar. Acest lucru este foarte important, deoarece n viaa fetal plmnul nu funcioneaz. La natere septul prim trebuie s fie nchis.

Canalul atrio-ventricular i septarea atrio-ventricular

La nivelul canalului atrioventricular, situat transversal, apar prin proliferearea celulelor endocardice dou proeminene pernue endocardice tuber endocardiale atrioventriculare.

Aceste tuberoziti, una ventral i una dorsal vor fuziona i vor forma septum intermedium. Acest sept va mpri canalul atrio-ventricular n dou orificii atrio-ventriculare, unul drept i unul stng.

Formarea atriilor

Dup natere foramen ovale se va nchide. Atriul drept nu va mai comunica cu atriul stng. Presiunea n atriul stng va crete, va minge septum prim spre foramen ovale, i-l va obtura.Marginea liber a septului secunddevine limbul fosei ovale.

Poriunea stng a sinusului venos devine sinos coronar, care colecteaz sngele cordului.

Ostiul sinoatrial are o form ovalar i este mrginit de dou valvule venoase, una dreapt i una stng. Treptata aceste valvule se dezvolt prin suprapunerea de miocite i vor forma septum spurium. Dup incorporarea sinusului venos n atriul drept septum spurium devine creasta terminal (crista terminalis) a atriului drept, care la interiorul cordului marcheaz limita dintre poriunea sinusal i atriul drept propriu zis, iar la exteriorul cordului formeaz anul terminal sau sulcus terminalis.

Valvula stng a ostiului sinoatrial involeaz i dispare, din valvula dreapt se vor forma valvula venei cave inferioare numit i valvula lui eustachio i valvula sinususului coronar al inimii (thebesius) situta pe peretele posterior al atriului drept.

Atriul drept are valv pentru vena cav inferioar.

n atriul stng se deschide vena pulmonar care are patru aflueni venoi mari. Vena pulmonar primitiv prezint patru aflueni venoi mari care snt 2 drepi pentru venele pulmonare drepte superioar i inferioar i 2 pe partea stng, venele pulmonare stng superioare i inferioare. Peretele atriului stng cuprins ntre orificiile de vrsare ale venelor pulmonare provine din peretele venei pulmonare primitive i nu din peretele cardiac propriu-zis.

Concomitent la nivelul atriilor se dezvolt cte un diverticol care va deveni auricul drept, respectiv stng.

Septarea ventriculului primitiv

Septarea ventriculului primitiv se realizeaz prin formarea septului interventricular ncepnd cu s4 pe planeul ventriculului primitv. Acest sept interventricular crete n sens ascendent spre tuberculii endocardici care prin fuziune vor forma septul intermediar. n acest moment ventriculul primitiv nu este septat complet. ntre marginea liber a septului muscular i perniele endocardiace se formeaz orificiul interventricular.

Acest orificiu se nchide odat cu formarea prii membranoase a septului interventricular, care rezult din fuziunea septului spuriium cu septum intermediar. Din partea proximal a bulbului cordului se formeaz conus arteriosus sau infundibilul. Pe planul stng al acestuia se formeaz vestibulul aortic. La extremitatea distal a bulbului cordului se va forma septul spiral aortico-pulmonar din care se vor edifica poriunea proximal a aortei i trunchiul pulmonar.

Formarea esutului nodal

esutul nodal este numit i esut excito conductor i el asigur automatismul cardiac.

Se formeaz prin diferenierea celulelor cardiace. Este situat sub endocard i ncepe s bat ritmic ncepnd cu s4.

Nodulul sinusal:se formeaz pe msura incorporrii sinusului venos n atriul drept i se va localiza la nivelul peretelui superior al atriului drept.

Nodulul atrio ventricular i fascicolul his:au 2 surse embrionare, provin fie din celulele aflate la nivelul peretelui stng al sinusului venos fie din celulele canalului atrio-ventricular. esutul nodal se fixeaz n baza septului inter-atrial.

Formarea sistemului valvular

Dup individualizarea ostiilor atrioventriculare, prin formarea septului intermediar, din mezenchim se vor diferenia valvele tricuspid i mitral sau bicuspid, legate prin cordaje tendinoase de muchii papilari.

La nivelul ostiilor arteriale prin septarea trunchiului arterial de ctre septul aorticopulmonar, se formeaz valvulele semilunare pulmonare, una anterioar i dou posterioare (medial i lateral) i valvulele semilunare aortice, dou anterioare i una posterioar.

La nivelul ostiilor arteriale, prin septarea trunchiului arterial de septul aortico-pulmonar se formeaz valvele semilunare pulmonare

Sistemul valvular se formeaz din celulele endocardice.

Valvele atrio-ventriculare: se formeaz prin proliferarea esutului mezenchimal n jurul canalului atrio-ventricular. Dezvoltarea miocardului determin apariia unor diverticuli i trabecule pe faa cardiac. Trabecule se numes trabecule crnoase. Unele din aceste trabecul vor forma muchii papilari. Valvele atrio-ventriculare rmn ataate de pereii ventricolelor prin cordaje conjunctive tendinoase de care se ataeaz muchii papilari.

Valvele semilunare: cele 3 proeminene tuberculare de la nivelul extremitii ventriculare ale crestelor bulbare evolueaz spre formarea valvelor semilunare aortice i pulmonare. Sub influena inductorie a crestelor neurale.

Valva aortic: se afl n continuitatea inelului mitral i se dispune ntre mitral i tricuspidian.

Valva pulmonar: se orienteaz superior i anterior i rmne n contiguitate cu valva aortic.

Dispoziia inelelor fibroase ale celor 4 valve cardiace formeaz scheletul fibros al cordului. Comisura valvelor aortic i pulmonar se reflect n originea comun, ceea ce le determin coliniaritatea. Originea arterei aorte va fin ntotdeauna din sinusul ... adiacent.

Simetria valvular se datoreaz axei de simetrie a cordului, adic structurile de pe partea dreapt cresc n sens caudal n detrimentul structurilor de pe partea stng, ceea determin sinusul venos s dreneze pe partea dreapt a cordului.

Epicardul i dezvoltarea vaselor coronare

Epicardul se dezvolt dintr-o populaie celular extracardiac numit prepericard, cu originea n mezodermul splanhnic, caudal de inseria sinusului venos

Celulele externe epicardice sufer un proces de teransformare mezenchimal, formnd vascularizaia coronar, progenitorii sangvini i fibroblastele.

Dezvoltarea endocardului

Endocardul se dezvolt din celulele endoteliale ale tubilor bilaterali n procesul de vasculogenez.

Endocardul va forma prin transformare stratul mezenchimal al canalului atrioventricular, etap esenial n edificarea sistemului valvular.

Mezenchimul formeaz valvele semilunare.

Dezvoltarea miocardului

Cardiomicitele adulte se consider celule postmitotice. Rmn relativ constante ca numr pe tot parcursul vieii. Cardiomiocitele se formeaz din celulele stem miocardice care sufer un proces de difereniere sub aciunea factorilor de cretere, factorilor epigenici i a unor factori de transcripie. Activitatea cardiomiocitelor e influenat de procesele de angiogenez modulate de factori angiogenetici care explic capacitile regenerative ale cardiomiocitelor.ntr-o zon de infarct la limita cu zona de miocard normal se formeaz o serie de cardiomiocite de tip nou, similare cu cele din viaa intrauterin care regenereaz miocardul sub aciunea unui marker de regenerare miocardic. Regenerarea atigne un peak n 3 zile.Celulele stem miocardiceCelule sca1-pozitive nu exprim gene cardiace structurale sau nkx2.5, deci sunt o populaie stem potenial (Oh, 2004)

Celule C-kit pozitive prezint receptori pentru celule stem i Mdr1(Anversa, 2002)

CELULE Isl 1 pozitive (laugwity, 2005)

Celule stem extracardice adulte celule cardiace feminine transplantate la pacieni de sex masculin

Celule stem cardiomiogenice izolate din mduva osoas, genereaz cardiomicite difereniate, arteriole coronare, capilare (kajstura, 2005)

Celule stem hematopoetice prolifereaz la 9 zile

Sunt izolate n mduva osoas, timp de o sptmn prolifereaz, apoi se difereniaz.

Inervaia cordului fetal.

Este dubl aferent i eferent:

Senzitivi, aferent, e realizat de neuronii afereni din ganglionii senzitivi spinali.

Enervaia motorie, eferente component a sistemului nervos autonom.

Automatismul cardiac e controlat de centrii vasculari din bulbul rahidian.

Parasimpatici colinergici, simpatici - adrengergici

Anomaliile congenitale ale inimii:Se produc ntreZ20-Z50. Se pot produce:

Anomalii cromozomiale, se datoreaz modificrii structurii cromozomilor la un anumit nivel (trisomia 21 Down, trisomia 18)

Defecte de vascularizaie (prezena unei arteri coronare n plus, absena uneia, modalitate aleatorie de bifurcare)

Defecte de poziionare

Anomalii ale sistemului excitoconductor.

Anomilaii septare ale inimii: DSA

Persistena ostium primum

Inima trilocular

nchiderea prematur a canalului lui botallo

Persistena canalului lui botallo

Defectul de sept atrial asociat cu stenoza mitral

Defecte ale peretului interventricular (DSV n S6)

Boala ebsteineste un sindrom care apare mai rar, avnd ca semn principal dezvoltarea anormal a valvulei tricuspide, care este atrezic i mai jos implantat.

Tetralogia Fallot, se produce prin diviziunea inegal a bulbului arterial

Stenoza arterei pulmonare

nclecarea aortei

Defect de sept interventricular (DSV)

Hipertriofia ventriculului drept

Trilogia lui fallot

Stenoz pulmonar

Hipertrofie ventricular dr

Comunicare interatrial.

Coborrea nespiralat a septului arterial poate determina transpoziia orificiilor arteriale (de obicei se asociaz cu comunicri interventriculare)Anomaliile valvulelor semilunare

Congenitale, de tip stenotic

Dobndite, stenoza se asociaz cu insuficien = boal aortic sau mitral

Persistena canalului arterial

Coarctaia de aort, strmtorarea lumenului aortei printr-o proliferar intimal

Hipoplazia aortei, foarte rar

Absena crjei aortei

Arcul aortic dublu

Absena venelor cave (incompatibil cu viaa)

Dublarea venei cave

Asocierea malformaiilor duce la sindroame:Sindrom noonan: facies atipic, retard psihosomatic, defecte cognitive

Sindrom down

Anomalii atrioventriculare

Atrezie tricuspidian

Sindromul Ebstein

Dilataia embrionarStructura adult

Trunchiul arterialAorta i trunchiul pulmonar

Bulbus cordisConul arterial i vestibulul aortic

Ventriculul primitv

Poriunile trabeculate al ventriculelor drept i stng

Atriu primitiv

Poriunile trabeculate ale atriului drept i stng

Sinus venosSinus venarum, sinus coronar i vena oblic a atriului stng