Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca

Appunti di Cardiochirurgia Capitolo 1 Embriologia cardiaca
Appunti di Cardiochirurgia
Capitolo 1
Embriologia cardiaca
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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.
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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.
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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:
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Delle vene vitelline (drenaggio venoso sottodiaframmatico)
Delle vene cardinali (drenaggio venoso sopradiaframmatico)
Delle vene ombelicali
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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
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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.
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Tale piega avviene solitamente verso destra (d-loop) e determina la sepimentazione del tubo in due
porzioni:
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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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