1. Desarrollo del sistema
cardiovascular
Dr. Juan A Claver,
‐ Cátedra de Histología y Embriología, Facultad de Ciencias Veterinarias, UBA ‐ 2012
En los estadios iniciales del desarrollo embrionario, los requerimientos respiratorios, excretorios y
nutricionales del embrión dependen de mecanismos de difusión simple. Al ir creciendo el embrión,
la difusión rápidamente se torna inadecuada a sus necesidades de intercambio, por lo que se
requiere de un sistema capaz de distribuir de manera eficiente oxigeno y nutrientes a los tejidos, y
transportar sus productos de desecho. Estos requerimientos son provistos por el sistema
cardiovascular. El sistema cardiovascular es el primero de los sistemas funcionales que se
desarrolla en el embrión. Está compuesto por una bomba central, el corazón, conectada con una red
de arterias que acarrean sangre hacia los tejidos. Otro sistema paralelo de vasos, las venas se
encargan de retornar la sangre desde los tejidos al corazón. Por último, un sistema auxiliar, el
sistema linfático colabora con el retorno de los fluidos extracelulares hacia el sistema vascular.
Desarrollo de los vasos sanguíneos
El desarrollo de los vasos sanguíneos involucra una compleja serie de eventos, mediante los
cuales las células endoteliales se diferencian, proliferan, migran y se organizan en una red vascular
organizada.
Los primeros vasos sanguíneos surgen fuera del embrión. Las células del mesodermo
asplácnico que rodean al saco vitelino forman acúmulos denominados islotes sanguíneos. Con la
formación de canales vasculares extraembrionarios se constituye un sistema circulatorio primitivo.
En un principio, los islotes sanguíneos son estructuras compactas. Posteriormente, las
células periféricas de los islotes, bajo los efectos de factores de crecimiento, cambian de forma y se
hacen planas, envolviendo a las células más internas. Las células planas externas formarán el
endotelio vascular, mientras que las centrales, redondeadas, formarán los precursores sanguíneos
de los eritrocitos nucleados del embrión (fig. 1).
2. Fig 1: Etapas en la formación de los islotes sanguíneos a nivel de mesodermo esplácnico del saco
vitelino
La formación de los vasos sanguíneos ocurre en dos pasos secuenciales denominados
vasculogenesis y angiogenesis.
La vasculogenesis es la formación de los primitivos vasos a partir de islotes sanguíneos y comienza
alrededor de la tercera semana de gestación en los mamíferos domésticos, primero en el mesodermo
del saco vitelino y más tarde, también en el alantoides.
Una serie de factores de crecimiento que incluyen el factor de crecimiento fibroblástico
(Fgf- 2), la proteína morfogenética del hueso (BMP) , el factor de crecimiento endotelial vascular
(Vegf) y las angiopoyetinas, influyen en los eventos iniciales de la vasculogenesis.
El Fgf-2 y el BMP inducen a las células del mesodermo asplácnico del saco vitelino a
transformarse en hemangioblastos. El Vegf se expresa en altos niveles en áreas cercanas a la
formación activa de vasos y actúa sobre los hemangioblastos o angioblastos promoviendo su
diferenciación a células endoteliales. Las angiopoyetinas promueven la interacción entre las células
endoteliales y las células musculares lisas, las que eventualmente rodearan a algunos vasos en
desarrollo. (Fig. 2 y 3)
3. Célula mesenquimática
Hemangioblasto
Célula endotelial
Fgf2, Bmp
VEGF
Angiopoyetinas
Vaso sanguíneo
Pericitos
Músculo liso
Fig 2: Factores inductores de la vasculogénesis
Figura 3: Contribución de los hemangioblastos a la formación de vasos sanguíneos y la
hematopoyesis.
La angiogenesis consiste en el brote y crecimiento de nuevos vasos a partir de los vasos
preexistentes. Este proceso es de fundamental importancia para el desarrollo embrionario y continúa
durante la vida posnatal, siendo además decisivo en la reparación de los tejidos lesionados. El Vegf,
producido por células mesenquimàticas, actúa sobre las células endoteliales en aquellos puntos
donde comienza el desarrollo de nuevos vasos. A continuación, las angiopoyetinas interactúan con
los receptores Tie-2 de las células endoteliales en los sitios de crecimiento vascular. En estos
puntos, las células endoteliales pueden proliferar y formar nuevos vasos. La interacción entre Vegf
y Tie-2 induce, además, la liberación del factor de crecimiento plaquetario (Pdgf), que estimula la
migración de células mesenquimàticas hacia el endotelio vascular. En respuesta a otros factores
4. liberados por las células endoteliales, las células mesenquimàticas se diferencian en musculares
lisas vasculares.
Otros mecanismos de angiogenesis involucran el remodelado de vasos preexistentes
mediante anastomosis o ramificaciones o por incremento del diámetro luminal.
El desarrollo particular de las paredes vasculares depende del volumen y dirección del flujo
sanguíneo. Aquellos vasos que acarrean el mayor volumen de sangre, aumentan de diámetro y se
rodean de capas de tejido adicionales provenientes del mesodermo circundante, para formar las
arterias. Los otros vasos, las venas permanecen con paredes delgadas.
Los vasos sanguíneos que se desarrollan en las membranas fetales, denominados vasos
extraembrionarios, consisten en un par de arterias vitelinas, un par de arterias umbilicales
(alantoicas) y sus correspondientes venas. La formación de vasos intraembrionarios, comienza
poco después de la de los extraembrionarios y procede de manera similar. A posteriori, los vasos
intraembrionarios y extraembrionarios se anastomosan, completando así el sistema circulatorio
rudimentario de embrión .
Desarrollo Embriológico Del Corazón.
Durante el desarrollo, a partir de un simple tubo, el corazón experimentará un
crecimiento diferencial que lo transformará gradualmente en una estructura de cuatro
cámaras. Todo esto ocurre mientras el corazón bombea sangre hacia el embrión y sus
membranas extraembrionarias. Los movimientos (al principio peristálticos) comienzan en
el perro durante la tercera semana de gestación.
Desarrollo de los tubos cardíacos
Durante la tercera semana de gestación el embrión de mamífero es plano y consiste en tres
capas: ectodermo, mesodermo y endodermo. A nivel del mesodermo lateral derecho e izquierdo, se
forman pequeños espacios vesiculares, los que luego coalescen para formar los celomas
intraembrionarios derecho e izquierdo, dividiendo al mesodermo lateral en sus hojas somática y
esplácnica. Más tarde, los celomas derecho e izquierdo se fusionan en craneal del tubo neural en
desarrollo conformando una cavidad en forma de herradura que será la futura cavidad pericárdica
Por debajo de este celoma, el mesodermo se condensa en una estructura angiogénica que sigue la
misma forma de herradura. Esta región se denomina placa cardiogénica porque de aquí de formará
el corazón (ver figura 4).
5. Fig 4: Vista dorsal de un embrión humano (el amnios ha sido cortado) de 3 semanas que muestra la
formación de la placa cardiogénica
Cuando esta estructura se cavita forma un tubo con forma de U, cuyos extremos dan origen
a los tubos endocárdicos derecho e izquierdo. Células del mesodermo esplácnico migran y rodean a
los tubos endocárdicos formando el manto mioepicárdico. Al principio esta capa no se une
directamente al endotelio de los tubos, sino que entre ellos queda un tejido muy laxo denominado
gelatina cardíaca.
Al crecer el proceso cefálico y comenzar los plegamientos del embrión, la placa
cardiogénica queda ubicada ventralmente a la región faríngea. Los tubos endocárdicos se
encuentran a nivel de la línea media y terminan fusionándose en un tubo único. (Figs. 5 y 6)
7. Regiones del corazón primitivo
El crecimiento diferencial del tubo endocárdico determina la formación de 5 regiones cardíacas
primitivas. De craneal a caudal son:
1- Tronco arterioso (truncus arteriosus): La región de salida del corazón, de la que
surgirán los grandes vasos.
2- Bulbo cardíaco (bulbus cordis): Región que contribuirá a la formación del ventrículo
derecho.
3- Ventrículo: (vetriculum cordis) Región que formará el ventrículo izquierdo.
4- Atrio (Atrium) Región que sufrirá expansión para formar los atrios o aurículas derecha
e izquierda.
5- Seno venoso (sinus venosus): Región par en la que desembocarán las venas del
embrión. El seno venoso izquierdo formará el seno coronario. El derecho se incorporará
a las paredes de la aurícula derecha.
Formación del corazón de cuatro cámaras
1‐ Lo primero que ocurre es un alargamiento del tubo cardíaco y un plegamiento sobre sí
mismo en forma de “S” (asa cardíaca). El plegamiento hace que el bulbo cardíaco se
ubique ahora por debajo y el atrio por encima (fig 7).
2‐ El retorno venoso se desplaza hacia el lado derecho. El seno venoso derecho se agranda
y se incorpora a la futura aurícula derecha. El seno venoso izquierdo, más pequeño,
surge de la aurícula derecha como seno coronario.
Fig 7: Formación del asa cardíaca
8. 3‐ La abertura aurículo-ventricular común se separa en dos por el crecimiento de las
almohadillas endocárdicas. Quedan ahora formadas las aberturas aurículo-
ventriculares derecha e izquierda (fig 8)
Tabicación aurículo-ventricular
9. Figura 8 (A, B y C) pasos de la formación de las aberturas aurículo‐ventriculares derecha e izquierda
Tabicación ventricular: El crecimiento ventral de las almohadillas endocárdicas produce un
tabique entre el bulbo cardíaco y el ventrículo. Este tabique será la porción muscular del tabique
interventricular. Un cierre incompleto de este tabique ocasiona un flujo de sangre desde el
ventrículo izquierdo hacia el derecho. Grandes defectos producen signos de insuficiencia cardíaca.
Los ventrículos derecho e izquierdo se forman por crecimiento ventral de sus paredes externas, que
se acompañan de excavación de sus paredes internas. Estas excavaciones serán también las
responsables de moldear el tabique interventricular, las válvulas aurículo-ventriculares (tricúspide y
mitral) y sus cuerdas tendinosas, los músculos papilares y las irregularidades de las paredes
ventriculares internas. El tabique se completa más tarde (porción membranosa) al formarse el
tabique aorto-pulmonar (ver más abajo, fig 14).
Tabicación de las aurículas: Las aurículas izquierda y derecha se separan mediante una doble
tabicación. La tabicación inter- auricular se complica debido a la necesidad del feto de una vía de
comunicación directa que permita el flujo de sangre entre la aurícula derecha y la izquierda. En la
tabicación están involucrados dos septos y tres forámenes:
Septum primum: Crece desde la pared dorsal del atrium hacia las almohadillas endocárdicas.
Queda temporariamente una comunicación, el foramen primum, que se cierra al completarse el
10. crecimiento del tabique. Luego aparecen fenestraciones en la región dorso-craneal del septum
primum, que coalescen para formar el foramen secundum. Ya se puede hablar de un atrio derecho
y un atrio izquierdo.
Septum secundum: Crece desde la pared craneal de atrio derecho, muy cerca del septum primum.
El septo permanece incompleto y su borde libre forma los límites de una abertura denominada
foramen ovale (Fig 9).
Mientras la presión en la aurícula derecha excede a la de la aurícula izquierda, la sangre penetra por
el foramen ovale, fluye entre ambos septos y sale por el foramen secundum. (Fig 10). Al
nacimiento, se equilibran las presiones entre ambas aurículas y el septum primum es forzado hacia
el foramen ovale, formando una válvula que lo ocluye, impidiendo así la comunicación inter- atrial.
Un defecto septal inter-atrial no representa una anomalía seria siempre que las presiones entre
ambas aurículas sean semejantes.
Fig 9: tabicación de las aurículas
11.
Fig 10) Recorrido de la sangre a través del agujero oval
Formación de los troncos aórtico y pulmonar:
Los troncos aórtico y pulmonar se forman por partición del tronco arterioso y región
adyacente del bulbo cardíaco. Aparecen crestas en las paredes de esta región, que siguen un curso
espiralado. Al completar su crecimiento, las crestas forman un tabique espiralado, el tabique aorto-
pulmonar, también llamado tabique espiral o tabique tronco-conal. (Fig 11 y 12) Un fallo en la
formación de este tabique ocasiona que la aorta quede comunicada con el ventrículo derecho y la
arteria pulmonar con el izquierdo. Defecto fatal.
13. Formación de las válvulas semilunares aórtica y pulmonar.
Se forman por crecimiento de la intima y
posterior erosión, de la misma forma que
las válvulas aurículo-ventriculares. (Fig 13)
Una erosión inapropiada producirá una
insuficiencia valvular en caso de exceso, o
una estenosis valvular, en caso de defecto.
Fig 13: Proceso de formación de las válvulas aórtica y pulmonar
Contribución de las crestas neurales al desarrollo cardíaco
Un grupo especializado de células provenientes de las crestas neurales, denominadas
células cardíacas de las crestas neurales, son las responsables de formar las paredes
musculo-conectivas de las grandes arterias que surgen del corazón, de la porción
membranosa del tabique interventricular ( fig 14) y del tabique aorto-pulmonar. Además,
este mismo grupo de células contribuyen a la formación de melanocitos epidérmicos, y al
tejido conectivo del tercero, cuarto y sexto arcos branquiales. El timo, la tiroides y la
paratiroides, que surgen del aparato faríngeo tendrán, en consecuencia aportes neuro-
ectodérmicos en la conformación de su estroma. Si se extirpan las células “cardíacas” de las
crestas neurales del embrión de pollo, aparecen defectos septales en el ventrículo, así como
también anomalías en el desarrollo del timo, de la tiroides y de las paratiroides.
14. Fig: 14 Formación del tabique interventricular (Según Langman)
Tetralogía de Fallot:
Anomalía cardíaca que ocurre en varias especies. Combinación de 4 defectos, todos relacionados
con defectos en la formación del tabique espiral:
1- Defecto septal ventricular (la sangre pasa del ventrículo izquierdo al derecho).
2- Estenosis del tronco pulmonar
3- Dextroposición de la aorta
4- Hipertrofia del ventrículo derecho (secundaria a la comunicación interventricular)
15. Desarrollo del sistema arterial:
1Aortas dorsal y ventral:
En el embrión se desarrollan aortas dorsales y ventrales. Las dos aortas ventrales reciben sangre del
tronco arterioso. Ambas aortas (dorsales y ventrales) se comunican por seis pares de arcos
aórticos. Cada arco aórtico se sitúa en el seno de un arco branquial (o faríngeo)(fig 15).
Las aortas ventrales se fusionan antes de entrar al corazón formando el tronco braquiocefálico.
Por detrás de los arcos aórticos, las aortas dorsales (al principio pares)también se fusionan para
formar una única aorta descendente, tal como se encuentra en adultos. En su recorrido origina ramas
dorsales, laterales y ventrales, algunas de las cuales persisten como vasos del adulto.
Fig 15 Situación de los arcos aórticos en relación a la faringe (Según Langman)
2 Destino de los arcos aórticos:
Sólo el tercero, cuarto y sexto par de arcos aórticos se convierten en vasos del adulto. Los primeros
dos arcos degeneran y el quinto es rudimentario o falta (Fig 16).
Tercer arco: Ambos arcos se convierten en arterias carótidas internas y, más cerca del
corazón, las carótidas comunes. Las carótidas externas brotan del tercer arco. La aorta dorsal
16. degenera entre los arcos tercero y cuarto. En consecuencia, el tercer arco irriga la cabeza, mientras
que el cuarto las zonas más posteriores.
Cuarto arco: El cuarto arco izquierdo forma el cayado aórtico. El derecho formará la
porción proximal de la arteria subclavia derecha. Caudal al cuarto arco derecho la aorta dorsal
derecha degenera. Su anormal persistencia (doble cayado aórtico) ocasiona compresión del esófago,
que se acompaña de dificultades en la deglución y agrandamiento del esófago cranealmente a la
compresión.
Sexto arco: Las porciones proximales del sexto arco originan las arterias pulmonares. La
distal derecha degenera mientras que la izquierda forma el conducto arterioso que comunica
temporariamente la arteria pulmonar con la aorta.
Fig 16: Destino de los arcos aórticos
17. Desarrollo del sistema venoso
1) Destino de las venas que llegan al corazón:
Antes de la tabicación del corazón, las venas que llegan al seno venoso son tres pares:
-Venas cardinales comunes: unión de las veas cardinales craneales y caudales. Recogen la
sangre carboxigenada proveniente del cuerpo del embrión.
- Venas vitelinas (onfalo-mesentéricas): provenentes del saco vitelino.
- Venas umbilicales (alantoideas) Provienen del alantoides.
Las venas cardinales craneales formarán las venas yugulares. Las caudales se reorganizan
(ver más abajo) y son en parte reemplazadas por los sistemas venosos subcardinales y
supracardinales.
Las venas vitelinas, u onfalo-mesentéricas provienen de la esplacnopleura vitelina y llegan
al seno venoso atravesando el septum transversus. En su trayecto pasan cerca del intestino donde
originan un plexo alrededor del intestino. Cuando comienza a desarrollarse el hígado en el septum
transversus, estas venas quedan incluidas en su seno, originando el extenso plexo vascular
intrahepático. Salen del hígado como venas hepáticas derecha e izquierda que confluyen luego en
la vena cava caudal. La vena vitelina izquierda pronto involuciona. La derecha involuciona en su
porción proximal (vitelina). Sólo permanece la porción distal, que vinculará el intestino con el
hígado y se transformará en la vena porta.
Las venas umbilicales, o alantoideas, provienen de la vascularización placentaria y llevan
sangre oxigenada. Al ingresar al embrión por el cordón umbilical corren al principio por fuera del
hígado y abocan por separado al seno venoso. Pero al crecer éste órgano, también envían ramas
comunicantes que incorporan sangre oxigenada a la circulación hepática. Las porciones extra-
hepáticas derecha e izquierda rápidamente involucionan obligando a toda la sangre a ingresar al
hígado. La vena umbilical derecha involuciona rápidamente. La izquierda, en cambio se convertirá
en la principal vía de oxigenación y nutrición del embrión al recoger toda la sangre proveniente de
la placenta.
A fin de eludir la circulación hepática (el hígado no funciona aún), se establece un cortocircuito, el
conducto venoso, que atraviesa oblicuamente el hígado y aboca directamente en la cava caudal (fig
17).
18.
Fig 17: Formación de las venas que llegan al corazón (según Langman)
2)Desarrollo de la vena cava craneal:
Las venas cardinales forman al principio un sistema de vasos simétricos y paralelos que recogen la
sangre del embrión. El desarrollo ulterior de estas venas se caracteriza por la aparición de extensas
anastomosis entre ellas. En el caso de las cardinales anteriores se forma un gran vaso de
interconexión oblicuo llamado vena braquiocefálica izquierda, que canaliza toda la sangre cefálica
hacia la derecha. Caudalmente a esta anastomosis, la vena cardinal craneal izquierda se atrofia y
pierde conexión con el corazón. La derecha, en cambio constituirá la vena cava craneal.
19. 3)Desarrollo de la vena cava caudal:
Los pormenores del desarrollo de la vena cava caudal son complejos y no están aun completamente
dilucidados. Recordemos que inicialmente se encontraban las dos venas cardinales caudales en un
diseño bilateral y simétrico. Durante el desarrollo de la vena cava caudal, la parte izquierda regresa
y la mayor parte de la sangre es desviada hacia la derecha. Estos cambios se operan primero en
craneal y a posteriori en caudal.
La vena cava caudal se integra por diferentes segmentos que se origina de múltiples sitios (Fig 18).
La primitiva vena cardinal caudal origina luego dos sistemas paralelos: las venas subcardinales y
supracardinales
Subcardinales: Drenan la región mesonéfrico-gonadal.
- Supracardinales: drenan la región dorsal del embrión .
Entre estas y las cardinales, rápidamente se establecen extensas anastomosis. Gradualmente, las
venas cardinales empiezan a perder importancia. Las venas cardinales caudales van desapareciendo
junto con la regresión del mesonefros, y la sangre es drenada principalmente por el sistema
subcardinal derecho.
Al final de toda esta reorganización compleja, la vena cava caudal queda armada a partir de:
-Segmentos de la red venosa subcardinal derecha.
-Parte de la vena vitelina derecha, que se anastomosa tempranamente a la subcardinal
derecha y origina los segmentos intrahepático e intratorácico.
-Segmentos de la supracardinal
-Segmentos de la primitiva cardinal caudal.
Las venas acigos y hemiacigos se construyen a partir de las supracardinales.
21. 4)Circulación fetal
La placenta es el órgano encargado de la oxigenación del feto.
La sangre sale de la placenta vía vena umbilical izquierda. A nivel del hígado atraviesa el conducto
venoso y de allí se dirige a la vena cava caudal.
Al llegar a la aurícula derecha, esta sangre oxigenada se mezcla con la desoxigenada que proviene
de las venas hepáticas y cavas craneal y caudal, por lo que la sangre que llega a la aurícula derecha
tiene menos oxígeno que la que sale de la placenta (Fig 19).
Fig 19: Circulación fetal
22. La mayor parte de la sangre que llega a la aurícula derecha pasa a la aurícula izquierda
atravesando el agujero oval. La poca sangre que llega al ventrículo derecho sale por la arteria
pulmonar pero, dada la alta resistencia que ofrece la circulación pulmonar, una parte se dirige a la
aorta vía conducto arterioso, donde se mezcla con la que sale del ventrículo izquierdo por la aorta.
5)Cambios circulatorios al nacimiento
Obedecen a dos sucesos fisiológicos fundamentales:
1) Se interrumpe la circulación placentaria
2) Comienzan a funcionar los pulmones.
Los principales cambios que ocurren al nacimiento son (fig 20):
-Contracción de las arterias umbilicales: Antes y durante el parto las arterias umbilicales
se contraen en sus porciones distales, reduciendo el flujo de sangre que va a la placenta. Las
porciones proximales quedan como arterias vesicales superiores. Las distales formarán los
ligamentos umbilicales laterales.
-Contracción de las venas umbilicales: La derecha se atrofia antes del nacimiento. Durante
el parto, el menor flujo de sangre hacia la placenta disminuye también el retorno venoso, lo
que hace obliterar gradualmente a la vena umbilical izquierda que permanece en el adulto
como ligamento redondo El conducto venoso hepático también involuciona. Este proceso
puede tardar días.
-Cierre del foramen oval: (posnatal) El aumento del flujo de sangre hacia los pulmones y a
la aurícula izquierda iguala o supera la presión de la aurícula derecha, lo que ocasiona el
cierre del foramen oval. El cierre completo puede demandar hasta un año.
-Obliteración del conducto arterioso: (posnatal) El aumento en la concentración de
oxígeno estimula la contracción del conducto arterioso que gradualmente se convierte en
una estructura fibrosa, el ligamento arterioso. La secreción de bradiquinina también ayuda
al estimular la contracción del músculo liso del conducto arterioso. El proceso puede tardar
hasta 2 meses.
