L’APPARATO
CARDIOVASCOLARE
Cuore e vasi sanguigni sono di origine mesodermica
1. Apparato
circolatorio
primitivo
Apparato circolatorio primitivo (3^-4^
settimana)
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Emopoiesi
Le isole sanguigne (o di
Wolff) si formano verso la
metà della 3^ settimana di
sviluppo (17-18 gg) nel
mesoderma splancnico del
sacco vitellino.
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emoblasti
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g
r
Gli emangioblasti periferici delle isole sanguigne diventano
angioblasti e formano la parete dei vasi vitellini. Le cellule più
interne diventano emoblasti, precursori degli eritroblasti
primitivi, poi eritrociti primitivi ed infine eritrociti definitivi,
senza nucleo. In seguito l’emopoiesi si sposta nel fegato, nella
milza e nel midollo osseo.
Apparato circolatorio primitivo (3^-4^ settimana)
Vasculogenesi
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E’ l’origine di vasi de novo.
Angiogenesi
Procede a partire da vasi
preesistenti
vasculogenesi
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Cellule del mesoderma
splancnico sono indotte a
differenziare in angioblasti
che poi si aggregano in
vescicole dette angiocisti.
Queste si dispongono in
sequenze dette cordoni
angioblastici.
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Apparato circolatorio
primitivo:
-cuore tubulare
-reti vascolari
-sangue
Il primo sistema vascolare si
forma alla fine della 3^
settimana.
DERIVAZIONI:
Dal mesoderma splancnico derivano
-il sangue (dalle isole sanguigne)
-i vasi sanguigni (dagli angioblasti)
-gli abbozzi del cuore (dagli angioblasti).
Rete vascolare nel sacco vitellino, nel
peduncolo di connessione, nel corion,
nell’embrione.
Origini
del
cuore
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Alla 3^ settimana, le cellule del
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mesoderma embrionale formano
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l’ispessimento del setto trasverso
Or
(futuro diaframma) dietro al
quale, disposta a ferro di cavallo
intorno alla membrana faringea,
si organizza l’area cardiogena
(dove poi si abbozza il cuore)
Embrione alla 3^ settimana
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Porzione craniale
dell’embrione.
All’inizio, il celoma
intraembrionale
(frecce tratteggiate) e
quello
extraembrionale
sono in connessione
(frecce bianche).
Con il progredire dei
ripiegamenti
embrionali alla
quarta settimana, si
avrà la separazione
dei due celomi.
Cordoni (o isole)
angioblastiche
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A metà della 3^
settimana, si
dispongono a ferro di
cavallo (area
cardiogena)
formando vasi e due
cordoni endocardici
pieni (abbozzi del
cuore). Alla fine
della 3^ settimana si
cavitano (=tubi
endocardici)
Fine 3^ settimana
(19° g)
Fusione
(22° g)
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4^ settimana
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Or
I due tubi endocardici, formatisi al
giorno 19, si fondono al 22°
giorno a causa dei ripiegamenti
laterali dell’embrione, formando il
tubo cardiaco primitivo.
Il cuore inizia a battere al 22°
giorno e il sangue a circolare al
24°.
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La parete del cuore
•
•
•
4^ settimana
Endocardio: è l’endotelio che riveste il tubo cardiaco;
le cellule del mesoderma splancnico formano lo strato
mioepiteliale. Quest’ultimo si differenzia in
mantello miocardico o muscolo cardiaco e
gelatina cardiaca* (matrice acellulare prodotta dal
miocardio).
La parete definitiva del cuore è formata da:
-endocardio e miocardio, a cui si accolla successivamente
-l'epicardio (pericardio viscerale) formato da cellule del
mesoderma splancnico che migrano sulla superficie del
cuore nella regione del seno venoso o del setto
trasverso.
•
*La gelatina cardiaca, a livello del canale
atrioventricolare e del bulbo, viene invasa da cellule
mesenchimali e formerà i cuscinetti endocardici (vedi
oltre).
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• I ripiegamenti
laterali fanno fondere
i due tubi
endocardici in un
unico tubo cardiaco;
• I ripiegamenti
longitudinali fanno
ruotare di 180°
l’intera zona
cardiogena.
Dal tubo cardiaco al cuore definitivo
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Il ripiegamento
del tubo
cardiaco
Il tubo cardiaco
primitivo cresce in uno
spazio– la cavità
pericardica – entro la
quale si ripiega a forma
di U e poi di S. Le
cause del ripiegamento
sono sconosciute
Al ripiegamento
seguono successive
divisioni che portano
alla costruzione di 4
camere (due atri e due
ventricoli).
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B
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A
Il ripiegamento del tubo
cardiaco si completa dal
23° al 28° giorno
Sacco
aortico
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Auricola re
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dx cuoTronco
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arterioso
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Bulbo,
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futuro
r
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Auricola
sx
ventr. dx
Futuro
ventr. sx
Foto al MES del tubo cardiaco alla fine della 4^
settimana
Fra la 5^ e la 7^
settimana si
formano i setti
divisori per le 4
cavità cardiache.
Sepimentazione del
canale atrioventricolare (5^-6^
sett.)
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Fine
6^
sett.
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Il canale atrioventricolare viene suddiviso in 2 orifizi da 4 cuscinetti endocardici che crescono al
confine tra atrio primitivo e ventricolo primitivo. I cuscinetti superiore e inferiore si fondono alla
fine della 6^ settimana dando origine al septum intermedium.
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Durante la 5^ e la 6^ sett., il canale AV viene spostato dalla
O dei
parte sx del cuore verso il centro. In tal modo, gli orifizi
canali AV vengono a trovarsi ai due lati del septum inferius
e sono allineati con le future camere degli atri e dei
ventricoli definitivi
5^-6^
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Or
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Or
La sepimentazione dell’atrio
primitivo
Si formano 2 setti che
permettono la
comunicazione fra gli atri
fino alla nascita.
5^ e 6^ sett.: si forma il
septum primum, in cui
compare prima l’ostium
primum (b) e poi l’ostium
secundum (c e d).
6^ e 7^ sett.: a dx del septum
primum si forma il septum
secundum (e ed f), più
spesso (muscolare), con
l’apertura del forame ovale.
Sepimentazione
dei ventricoli e del
tronco arterioso
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Durante la 5^ sett. il septum inferius (setto muscolare) separa parzialmente le cavità dei futuri
ventricoli definitivi. Nel tronco arterioso compaiono delle creste che crescono sia verso il centro
sia verso l’alto e il basso, formando il setto troncoconico o septum trunci. Questo setto ha un
andamento a spirale e suddivide il tronco arterioso in due arterie attorcigliate, l’aorta e il tronco
polmonare. L’estremità inferiore del septum trunci si avvicina gradualmente al septum inferius e
contribuisce a formare la membrana che chiuderà definitivamente il foro tra i 2 ventricoli. La
chiusura del forame interventricolare per crescita del septum inferius si arresta alla 5^ e poi
riprende dopo la 7^ sett.
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A cut that removes the ventral
walls of the ventricular and
atrial chambers illustrates the
muscular interventricular
septum. The opening between
the two ventricles is later
closed by the membranous
interventricular septum
Further along the outflow tract, the cushions (*) are more dorsal
and ventral to one another. This change in position is indicative
of the spiraling of the aorticopulmonary septum, aorta and
pulmonary artery.
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Fusion of the outflow tract cushions results in separation of
the blood flow; the blood exits the left ventricle through the
aorta and exits the right ventricle through the pulmonary
artery.
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Circolazione
fetale
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Schema della circolazione
fetale. Il sangue che
proviene dalla placenta
viene cortocircuitato in 3
punti: nelle vene (al livello
del fegato) dal dotto di
Aranzio, nel cuore dal
forame ovale, e nelle
arterie dal dotto arterioso
di Botallo.
Cambiamenti della circolazione alla
nascita.
La pressione sanguigna nell’atrio dx
diminuisce, perché cessa il flusso di
sangue dalla placenta e aumenta quella
dell’atrio sx, perché aumenta il flusso
polmonare
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Questa inversione di pressione spinge
il septum primum contro il septum
secundum con chiusura del forame
ovale (i setti si fondono dopo 3mesi).
Il dotto venoso di Aranzio e il dotto
arterioso di Botallo si chiudono con
meccanismi non meccanici ma grazie
a specifici processi di induzione.
La chiusura del forame ovale e del
dotto di Botallo elimina i due
cortocircuiti per evitare i polmoni. Ora
tutto il sangue deve attraversare il
circuito polmonare.
Malformazioni congenite del cuore
(1 su 200 nati); cause multifattoriali
Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Aug 6;99(16):10282-6. Epub 2002 Jul 25.
• Mutations in the DNAH11 (axonemal heavy chain dynein
type 11) gene cause one form of situs inversus totalis and
most likely primary ciliary dyskinesia.
•
Bartoloni L, Blouin JL, Pan Y, Gehrig C, Maiti AK, Scamuffa N, Rossier C, Jorissen M, Armengot
M, Meeks M, Mitchison HM, Chung EM, Delozier-Blanchet CD, Craigen WJ, Antonarakis SE.
• Abstract
• Primary ciliary dyskinesia (PCD; MIM 242650) is an
autosomal recessive disorder of ciliary dysfunction with
extensive genetic heterogeneity. PCD is characterized by
bronchiectasis and upper respiratory tract infections, and
half of the patients with PCD have situs inversus
(Kartagener syndrome). ….
Nella maggior parte dei casi, le malformazioni cardiache sono
dovute ad anomalie dei 4 setti che dividono le cavità del cuore.
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Ap normale
(a) Controllo
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•La perforazione del
setto atriale
(b) (forame ovale
pervio nel 25-30%
della popolazione
adulta) può provocare,
nel tempo, ipertensione
polmonare oppure
passaggio di trombi o
emboli nell’atrio sin.
•Se, il setto atriale
manca del tutto, si ha
il cuore trilobato
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l
(b) perforazione del setto atriale
•La chiusura prematura del forame
ovale è un’anomalia fatale per
ipoplasia dell’atrio sx.
Antonio Cassano malore
.
Mercoledì 2 Novembre 2011.
,
Oggi il bollettino medico sulle condizioni di Antonio Cassano ha svelato il suo
problema: la presenza di un forame ovale pervio cardiaco interatriale. Ecco di cosa si
tratta e come si interviene.
.
Il Forame Ovale Pervio è un’anomalia cardiaca che statisticamente interessa
all'incirca il 25-30% della popolazione adulta.
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Amplatzer Cardiac Plug
Anomalie del setto
intermedio e del
setto ventricolare
*
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**
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***
Il setto intermedio (dalla fusione dei cuscinetti endocardici):
divide il canale AV in 2 orifizi, dà origine alla valv. tricuspide e
mitrale, partecipa alla chiusura dell’ostium primum, prende parte
alla formazione della parte membranosa del setto ventricolare
(septum inferius=parte muscolare).
(c)
atresia della
tricuspide, vitale se c’è
perforazione dei setti
atriale* e ventricolare**.
Cianotizzante. Correzione
chirurgica.
(d) perforazione *** del
setto ventricolare che
provoca ipertensione
polmonare seguita, a
distanza di tempo, da
inversione del flusso e
cianosi. Riparazione
chirurgica nell’infanzia
**
**
*
O
**
Anomalie del
setto
troncoconico
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**
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- (a) Stenosi polmonare*, è grave se accompagnata da
persistenza del dotto di Botallo** (cianotizzante).
- (b) Trasposizione dei grandi vasi: vitale solo se
accompagnata da lesioni secondarie (**). Principale
causa di morte, entro 1 anno di vita, nei bambini
affetti da cardiopatie cianotizzanti.
Persistenza tronco arter.
Tetralogia di Fallot
Anomalie del
setto
troncoconico
**
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1 su 1000 nati
(c)- Persistenza del tronco arterioso** (cianotizzante, sopravvivenza 6 mesi se non trattata)
(d)-Tetralogia di Fallot, che la descrisse come malattia blu, nel 1888:
•
1. stenosi polmonare,
•
2. perforazione del setto ventricolare,
•
3. spostamento dell’aorta,
•
4. ipertrofia ventricolo dx.
E’ compatibile con la vita ma va trattata chirurgicamente (rimozione dell’ostruzione
del tronco polmonare e riparazione del setto ventricolare).
Malformazioni congenite del cuore
(1 su 200 nati)
• Destrocardia: quando il primitivo tubo cardiaco si
ripiega a dx anziché a sx. Cause: multifattoriali. E’
spesso accompagnata da una inversione generalizzata
nella lateralizzazione di molti organi (situs inversus
viscerum)
.
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Ripiegamento normale
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Causa: mutazione
nella regione del
DNAH11, che
codifica per il gene
della dineina.
destrocardia
Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Aug 6;99(16):10282-6. Epub 2002 Jul 25.
• Mutations in the DNAH11 (axonemal heavy chain dynein
type 11) gene cause one form of situs inversus totalis and
most likely primary ciliary dyskinesia.
•
Bartoloni L, Blouin JL, Pan Y, Gehrig C, Maiti AK, Scamuffa N, Rossier C, Jorissen M, Armengot
M, Meeks M, Mitchison HM, Chung EM, Delozier-Blanchet CD, Craigen WJ, Antonarakis SE.
• Abstract
• Primary ciliary dyskinesia (PCD; MIM 242650) is an
autosomal recessive disorder of ciliary dysfunction with
extensive genetic heterogeneity. PCD is characterized by
bronchiectasis and upper respiratory tract infections, and
half of the patients with PCD have situs inversus
(Kartagener syndrome). ….
•
•
•
•
Primary Ciliary Dyskinesia.
Zariwala MA, Knowles MR, Leigh MW.
In: Pagon RA, Bird TD, Dolan CR, Stephens K, editors.
GeneReviews [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2007 Jan
24 [updated 2009 Oct 6].
•
Primary ciliary dyskinesia (PCD) is associated with situs abnormalities, abnormal sperm
motility, and abnormal ciliary structure and function that result in retention of mucus and
bacteria in the respiratory tract leading to chronic oto-sino-pulmonary disease. More than
75% of full-term neonates with PCD have 'neonatal respiratory distress' requiring
supplemental oxygen for days to weeks. Chronic airway infection, apparent in early
childhood, results in bronchiectasis that is almost uniformly present in adulthood. Nasal
congestion and sinus infections, apparent in early childhood, persist through adulthood.
Chronic/recurrent ear infection, apparent in most young children, can be associated with
transient or later irreversible hearing loss. Situs inversus totalis (mirror-image reversal of all
visceral organs with no apparent physiologic consequences) is present in 50% of individuals
with PCD; heterotaxy (discordance of right and left patterns of ordinarily asymmetric
structures that can be associated with significant malformations) is present in approximately
6%. Approximately 50% of males with PCD are infertile as a result of abnormal sperm
motility.
Ciglia in sezione trasversale e longitudinale al ME
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Organizzazione
9+2
dell’assonema
SINDROME DI KARTAGENER
•
Malattia ereditaria caratterizzata da situs inversus viscerum, bronchiectasia (dilatazione
irreversibile
di
una
porzione
dell'albero
bronchiale)
e
sinusite.
Segni e sintomi
• E’ un sottotipo di sindrome delle ciglia immobili (o 'Discinesia Ciliare Primaria',
caratterizzato da anomalie della lateralizzazione, che vanno dalla destrocardia al situs
inversus viscerum totalis. Situs inversus, bronchiectasie e sinusiti croniche formano la
classica triade di Kartagener.
• Rif. Bibliogr.: Blouin et al.: a genome-wide linkage analysis reveals extensive locus
heterogeneity. Eur-J-Hum-Genet. 2000 Feb; 8(2): 109-18)
• Sistema cardiovascolare
•
Nel 50% dei casi di Discinesia Ciliare Primaria, è presente situs inversus e si può parlare
di sindrome di Kartagener. La maggior parte dei pazienti hanno una trasposizione
completa dei visceri toracici e addominali formando un'immagine speculare della
posizione normale (situs inversus totalis). Di solito, nella sindrome di Kartagener, non vi
sono altre malformazioni congenite del cuore o di altri organi, a differenza di quanto
avviene nei casi isolati di destrocardia.
SINDROME DI KARTAGENER
• Apparato riproduttivo
Quasi tutti gli uomini con la sindrome delle ciglia immobili
sono 'subfertili' a causa dell'immobilità o per la scarsa
motilità degli spermatozoi. Alcuni maschi presentano
spermatozoi mobili e sono fertili. Alcuni pazienti
presentano idrocele, oligospermia o azoospermia. Le
donne con la sindrome delle ciglia immobili possono
essere fertili o sterili. Sembra che le donne affette da
questa sindrome presentino un rischio maggiore di
gravidanze ectopiche, anche se questa teoria non è ancora
stata confermata. Non si riscontra un aumentato rischio di
salpingiti.
SINDROME DI KARTAGENER
•
•
Eziologia
Alcune aree dell'epitelio embrionale presentano un singolo ciglio per
cellula. Nel normale sviluppo embrionale queste ciglia battono,
causando (direttamente o mediante un gradiente di fattori di
espressione) lo spostamento del cuore a sinistra, e successivamente lo
spostamento del fegato nella parte destra del corpo. Senza il
movimento ciliare, solo il caso decide se l'asimmetria viscerale sarà
normale o invertita. In accordo con questa ipotesi, Nonaka et al. hanno
trovato che il monociglio nel nodo primitivo dell'embrione di topo
normale ruota in senso orario (visto dall'alto) causando un flusso verso
sinistra della sostanza nel fluido extraembrionario (ed un normale
sviluppo), mentre negli embrioni di topi mutati, mancando il
monociglio nodale, si riscontra una percentuale di situs inversus del
50%. (C. Scriver et al., The Metabolic and Molecular Bases of
Inherited Disease, Eighth Edition)
La rotazione del ciglio avverrebbe in senso orario
dando luogo ad un gradiente (FLUSSO
NODALE) verso SX dei fattori (SHH = Sonic
Hedgehog e IHH=IndianHedgehog) responsabili
dell’induzione dell’espressione di Nodal
• a seguito di ciò Nodal prevale sul lato sinistro
dell’embrione
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• La maggiore espressione di Nodal nel
mesoderma di sinistra si accompagna a maggiore
espressione di Lefty
• Ciò provoca a cascata l’espressione di PITX2
fattore che stabilisce la lateralità sinistra