20.7: Desenvolvimento de vasos sanguíneos e circulação fetal
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Ao final desta seção, você poderá:
- Descreva o desenvolvimento dos vasos sanguíneos
- Descreva a circulação fetal
Em um embrião em desenvolvimento, o coração se desenvolveu o suficiente até o 21º dia após a fertilização para começar a bater. Os padrões de circulação são claramente estabelecidos na quarta semana de vida embrionária. É fundamental para a sobrevivência do ser humano em desenvolvimento que o sistema circulatório se forme precocemente para fornecer nutrientes e gases ao tecido em crescimento e remover os resíduos. A produção de células sanguíneas e vasos em estruturas externas ao embrião propriamente dito, chamadas de saco vitelino, córion e caule conectado, começa cerca de 15 a 16 dias após a fertilização. O desenvolvimento desses elementos circulatórios dentro do próprio embrião começa aproximadamente 2 dias depois. Você aprenderá mais sobre a formação e a função dessas estruturas iniciais ao estudar o capítulo sobre desenvolvimento. Durante as primeiras semanas, os vasos sanguíneos começam a se formar a partir do mesoderma embrionário. As células precursoras são conhecidas como hemangioblastos. Estes, por sua vez, se diferenciam em angioblastos, que dão origem aos vasos sanguíneos e às células-tronco pluripotentes, que se diferenciam nos elementos formados do sangue. (Procure conteúdo adicional para obter mais detalhes sobre o desenvolvimento e a circulação fetal.) Juntas, essas células formam massas conhecidas como ilhas de sangue espalhadas pelo disco embrionário. Espaços aparecem nas ilhas de sangue que se transformam em lúmens dos vasos. O revestimento endotelial dos vasos surge dos angioblastos dentro dessas ilhas. As células mesenquimais circundantes dão origem às camadas de músculo liso e tecido conjuntivo dos vasos. Enquanto os vasos se desenvolvem, as células-tronco pluripotentes começam a formar o sangue.
Os tubos vasculares também se desenvolvem nas ilhas de sangue e, eventualmente, se conectam uns aos outros, bem como ao coração tubular em desenvolvimento. Assim, o padrão de desenvolvimento, em vez de começar com a formação de um vaso central e se espalhar para fora, ocorre em muitas regiões simultaneamente com os vasos se unindo posteriormente. Essa angiogênese - a criação de novos vasos sanguíneos a partir dos existentes - continua conforme necessário ao longo da vida à medida que crescemos e nos desenvolvemos.
O desenvolvimento dos vasos sanguíneos geralmente segue o mesmo padrão do desenvolvimento nervoso e viaja para os mesmos tecidos e órgãos alvo. Isso ocorre porque os muitos fatores que direcionam o crescimento dos nervos também estimulam os vasos sanguíneos a seguirem um padrão semelhante. O fato de um determinado vaso se desenvolver em uma artéria ou veia depende das concentrações locais de proteínas sinalizadoras.
À medida que o embrião cresce dentro do útero da mãe, suas necessidades de nutrientes e trocas gasosas também aumentam. A placenta, um órgão circulatório exclusivo da gravidez, se desenvolve conjuntamente a partir das estruturas do embrião e da parede uterina para suprir essa necessidade. Emergindo da placenta está a veia umbilical, que transporta sangue rico em oxigênio da pessoa grávida para a veia cava inferior fetal, através do canal venoso, até o coração, que o bombeia para a circulação fetal. Duas artérias umbilicais transportam sangue fetal sem oxigênio, incluindo resíduos e dióxido de carbono, para a placenta. Os restos das artérias umbilicais permanecem no adulto. (Procure conteúdo adicional para obter mais informações sobre o papel da placenta na circulação fetal.)
Existem três grandes desvios - caminhos alternativos para o fluxo sanguíneo - encontrados no sistema circulatório do feto. Dois desses shunts desviam o sangue do circuito pulmonar para o sistêmico, enquanto o terceiro conecta a veia umbilical à veia cava inferior. Os dois primeiros shunts são essenciais durante a vida fetal, quando os pulmões estão comprimidos, cheios de líquido amniótico e não funcionam, e a troca gasosa é fornecida pela placenta. Esses shunts fecham logo após o nascimento, no entanto, quando o recém-nascido começa a respirar. O terceiro shunt persiste um pouco mais, mas se torna não funcional quando o cordão umbilical é cortado. Os três shunts são os seguintes (Figura 20.44):
- O forame oval é uma abertura no septo interatrial que permite que o sangue flua do átrio direito para o átrio esquerdo. Uma válvula associada a essa abertura impede o refluxo do sangue durante o período fetal. Quando o recém-nascido começa a respirar e a pressão arterial nos átrios aumenta, esse shunt se fecha. A fossa oval permanece no septo interatrial após o nascimento, marcando a localização do antigo forame oval.
- O canal arterial é um pequeno vaso muscular que conecta o tronco pulmonar à aorta. A maior parte do sangue bombeado do ventrículo direito para o tronco pulmonar é então desviada para a aorta. Somente sangue suficiente chega aos pulmões fetais para manter o tecido pulmonar em desenvolvimento. Quando o recém-nascido respira pela primeira vez, a pressão dentro dos pulmões cai drasticamente e tanto os pulmões quanto os vasos pulmonares se expandem. À medida que a quantidade de oxigênio aumenta, os músculos lisos da parede do canal arterial se contraem, isolando a passagem. Eventualmente, os componentes musculares e endoteliais do canal arterial degeneram, deixando apenas o componente do tecido conjuntivo do ligamento arterial.
- O canal venoso é um vaso sanguíneo temporário que se ramifica da veia umbilical, permitindo que grande parte do sangue recém-oxigenado da placenta - o órgão de troca gasosa entre a gestante e o feto - contorne o fígado fetal e vá diretamente para o coração fetal. O canal venoso se fecha lentamente durante as primeiras semanas da infância e degenera para se tornar o ligamento venoso.