Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca

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1 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 1 - Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca - 1 -

2 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 2 - Nelle prime fasi dello sviluppo embrionale, non è ancora necessario che esista un apparato cardiocircolatorio vero e proprio per nutrire le poche cellule presenti. La rapida crescita dell embrione però fa sì che molto presto sia necessario fornire nutrimento alle cellule mediante una vera e propria circolazione sanguigna. Il passaggio dallo stadio trofoblastico a quello embrionale vero e proprio necessita della circolazione per il nutrimento e la crescita degli organi. Occorre un propulsore: il cuore. Il cuore è il primo organo a funzionare nell embrione sin dalla terza settimana dal concepimento. L area cardiogenica ha inizialmente forma a ferro di cavallo, posta all interno del mesoderma splancnico. Inizialmente, la porzione centrale dell area cardiogenica è anteriore alla membrana buccofaringea e alla piastra neurale. Con la chiusura del tubo neurale e la formazione delle vescicole cerebrali, tuttavia, il sistema nervoso centrale cresce in direzione cefalica, estendendosi al di sopra dell area cardiogenica e della futura cavità pericardica. Il risultato è che la membrana buccofaringea viene spinta in avanti, mentre il tubo cardiaco e la cavità pericardica si posizionano più ventralmente, in quello che sarà il futuro torace

3 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 3 - L apparato cardiovascolare deriva da isole di tessuto angioblastico, costituite da un aggregazione di cellule mesenchimali derivate dal mesoderma. A partire da queste isole, si assiste alla formazione di due cordoncini endoteliali, i cordoni cardiogenici, che formano i cosiddetti tubi endocardici, che progressivamente si fondono, fino a formare un unico tubo endocardico finale, delimitato dalla gelatina cardiaca e dal mantello mioepicardico

4 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 4 - A questo punto il cuore primitivo è costituito da una serie di camere poste su un unica linea e senza soluzione di continuità tra una e l altra. Una struttura del genere consente ovviamente alle diverse strutture di lavorare in serie, mentre nel cuore adulto è necessaria una struttura che permetta la presenza di un cuore destro e di un cuore sinistro, che lavorino in parallelo. Vi sono diversi passaggi che portano il cuore ad una tale maturazione. DEFINIZIONE DEL SITUS VISCERO-ATRIALE DEL POLO VENOSO E DELLE SUE CONNESSIONI VENOSE CON LA CIRCOLAZIONE SISTEMICA E POLMONARE Inizialmente il seno venoso primitivo riceve sangue dal corno destro e dal corno sinistro in ugual misura. In seguito, l apertura nell atrio comune si sposta progressivamente verso destra, facendo perdere importanza al corno sinistro, che in larga parte degenera. Il seno venoso, dunque, mantiene a lungo una condizione di simmetria, drenando specularmente nell atrio comune il flusso: - Delle vene vitelline (drenaggio venoso sottodiaframmatico) - Delle vene cardinali (drenaggio venoso sopradiaframmatico) - Delle vene ombelicali - 4 -

5 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 5 - Successivamente, la porzione destra si connette con le vene sistemiche e dà origine all atrio morfologicamente destro, e la porzione sinistra con le vene polmonari, dando origine all atrio morfologicamente sinistro. Le vene vitelline entrano nell embrione col peduncolo vitellino e attraversano il setto trasverso per entrare nel seno venoso del cuore. Durante lo sviluppo, daranno origine alle vene epatiche e alla vena porta. La vena ombelicale destra e la parte di quella sinistra compresa tra il fegato e il seno venoso degenerano, mentre la parte restante della vena ombelicale sinistra porta tutto il sangue dalla placenta al feto. Contemporaneamente, si forma nel fegato un ampia comunicazione, il dotto venoso, fra la vena ombelicale e la vena cava inferiore. Il dotto venoso funziona da bypass attraverso il fegato, facendo sì che una parte del sangue passi dalla placenta direttamente al cuore. Le 3 vene cardinali, che costituiscono il principale sistema di drenaggio venoso dell embrione, si dividono da ciascun lato in anteriore e posteriore, che drenano le porzioni craniale e caudale dell embrione. Entrambe poi sboccano nella vena cardinale comune di ciascun lato e da essa nel seno venoso del cuore primitivo. Durante l 8 settimana le vene cardinali anteriori si connettono tramite un anastomosi obliqua, che spinge il sangue dalla vena cardinale anteriore sinistra alla destra; la sinistra diviene la vena brachiocefalica sinistra quando la sua parte caudale degenera. La cardinale comune destra e l anteriore destra diventano la vena cava superiore - 5 -

6 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 6 - In seguito, la vena cardinale sinistra degenera e dalle vene cardinali destre si formeranno le vene brachiocefaliche, cave, azygos e iliache comuni, mentre dalla vena cardinale comune sinistra si formerà il seno coronarico. FORMAZIONE DELL ANSA BULBO-VENTRICOLARE ED ALLINEAMENTO ATRIO-VENTRICOLARE Dal 23 giorno, il tubo cardiaco, oltre ad allungarsi, incomincia a piegarsi su se stesso. Le due estremità con le loro diramazioni rappresentano punti di fissità del tubo cardiaco che per effetto dell'accrescimento è costretto a curvarsi. La porzione cefalica piega ventralmente, caudalmente e verso destra. La porzione caudale (atriale) piega in senso dorso-craniale e verso sinistra. Il processo è completo entro il 28 giorno

7 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 7 - Tale piega avviene solitamente verso destra (d-loop) e determina la sepimentazione del tubo in due porzioni: - il bulbus cordis, posto a destra e cranialmente - il ventricolo primitivo, posto a sinistra e caudalmente. L atrio e il seno venoso vengono a trovarsi dorsalmente al bulbo cardiaco, al tronco arterioso e al ventricolo. Il solco interposto nella concavità della piega assume il nome di solco bulbo ventricolare. SEPARAZIONE DELLE CAVITÀ CARDIACHE ATTRAVERSO LO SVILUPPO DEI SETTI E DELLE VALVOLE I setti principali del cuore si formano approssimativamente tra il 27 e il 37 giorno di sviluppo, quando l embrione cresce passando da una lunghezza di 5mm ad una di 16-17mm. Il modo in cui si formano i setti è generalmente costituito dalla crescita di tessuto da due pareti opposte, che le porta a fondersi tra loro nella parte centrale, formando una separazione tra due camere. A volte accade invece che vi sia una crescita a partenza da una sola parete, fino ad arrivare alla parete opposta, con lo stesso risultato finale. I bottoni di tessuto che compiono queste sepimentazioni, si chiamano cuscinetti endocardici

8 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 8 - Formazione del setto interatriale Avviene alla fine della 4 settimana. Dal tetto dell atrio comune una cresta si forma verso il pavimento, costituendo il septum primum Durante la sua crescita, al centro si formano piccole perforazioni che confluiscono o meno in un unica apertura (ostium secundum). Verso la fine della crescita del septum primum, sulla sua destra si forma un altro setto, a componente più muscolare, il septum secundum, che decorre parallelamente verso il basso a costituire la valvola del forame ovale Tale valvola consente, nella vita fetale, il passaggio di sangue dall atrio destro all atrio sinistro, mentre nella vita adulta l apposizione del septum primum sul septum secundum impedisce il passaggio in senso opposto

9 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina- 9 - Formazione del setto interventricolare Dapprima si forma una cresta o piega muscolare nel pavimento del ventricolo primitivo vicino all apice. Questa spessa membrana a semiluna ha un margine craniale concavo libero. Forma la parte muscolare del setto interventricolare. Un forame interventricolare a semiluna, fra il margine concavo e i cuscinetti endocardici fusi, permette la comunicazione tra VD e VS fino al termine della 7 settimana. La chiusura del forame interventricolare è il risultato della fusione del tessuto di 3 regioni: la cresta bulbare destra, la cresta bulbare sinistra, i cuscinetti endocardici. Questa parte del setto interventricolare è una sottile parete membranosa

10 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina Sepimentazione tronco-conale Durante la 5 settimana, l attiva proliferazione del tessuto mesenchimale fa sì che delle creste appaiano anche a livello del bulbo, formando le creste bulbari. Creste analoghe si formano anche nel tronco arterioso e si continuano con quelle del bulbo. Il decorso a spirale delle creste del tronco, forse dovuto al flusso del sangue dal ventricolo, porta, quando le creste si fondono, alla formazione di un setto aortico-polmonare a spirale. Questo setto divide il bulbo cardiaco e il tronco in due canali, i tronchi aortico e polmonare. A causa del decorso spiraliforme, il tronco polmonare si trova intorno all aorta ascendente. Il bulbo cardiaco viene gradualmente incorporato nel ventricolo, originando l infundibolo

11 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina Le valvole semilunari si formano da tre cercini valvolari di tessuto subendocardico in corrispondenza degli orifizi dell aorta e del tronco polmonare. Queste formazioni si cavitano e assumono quindi la forma di tre cuspidi a parete sottile. Le valvole atrioventricolari si formano in maniera analoga da proliferazioni del tessuto subendocardico localizzate intorno ai canali atrioventricolari

12 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina DEFINIZIONE DEL POLO ARTERIOSO E DELLE SUE CONNESSIONI CON LA CIRCOLAZIONE SISTEMICA E POLMONARE La differenziazione del polo arterioso del cuore deve garantire un unica uscita per ciascun ventricolo e far sì che il cuore si connetta separatamente con il grande ed il piccolo circolo. L aorta ventrale si biforca in due rami ascendenti che salgono nel collo. Parallelamente a questi, due rami discendenti confluiscono a livello toracico in un ramo unico, l aorta dorsale. Il sistema dell aorta ventrale è connesso a quello dell aorta dorsale tramite sei paia di archi aortici embrionali, dei quali solo due persisteranno, uno per ciascuna uscita ventricolare. CIRCOLAZIONE FETALE E ADULTA Nella circolazione fetale, il sangue ben ossigenato ritorna dalla placenta dalla vena ombelicale. Metà passa dal fegato, l altra metà lo bypassa tramite il dotto venoso (regolato da uno sfintere del dotto, che previene sovraccarico del cuore quando il flusso aumenta troppo ad es. contrazioni uterine). Il sangue arriva dalla vena cava inferiore all atrio destro, mischiandosi con quello che viene dalla parte inferiore del corpo, meno ossigenato. La maggior parte del sangue passa in atrio sinistro attraverso il forame ovale mischiandosi con il poco proveniente dai polmoni, da qui in ventricolo sinistro e in aorta ascendente. Una piccola parte di sangue passa in ventricolo destro e in arteria polmonare, andando quasi tutto nel dotto arterioso, data l elevata resistenza dei vasi polmonari. Dall aorta discendente metà torna alla placenta per ossigenarsi, metà va ai visceri della parte inferiore del corpo

13 Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca pagina Alla nascita, quando cessa l azione della placenta e i polmoni iniziano a funzionare, il forame ovale, il dotto arterioso e i vasi ombelicali non servono più. Lo sfintere del dotto venoso si contrae al massimo, il sangue passa tutto dal fegato e arriva con minore pressione in atrio destro. L ingresso dell aria nei polmoni è associato ad una caduta delle resistenze dei vasi polmonari, con conseguente aumento dell afflusso di sangue ai polmoni. La pressione in atrio sinistro aumenta e diventa superiore a quella dell atrio destro, per cui il forame ovale si chiude per pressione sulla valvola. Il dotto arterioso si chiude alla nascita, così come le arterie ombelicali, il che previene eventi emorragici

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