¿En qué semana de gestación se forma el corazón? Desarrollo fetal
Tras la fecundación, a partir de la división del cigoto, comienzan a diferenciarse los tipos de células que componen el cuerpo humano. El desarrollo del sistema cardiovascular en el ser humano comienza a aparecer hacia la mitad de la tercera semana del desarrollo intrauterino, cuando el embrión ya no es capaz de satisfacer sus necesidades nutritivas por mecanismos primitivos.
Etapas del desarrollo embrionario y fetal
- Periodo de blástula: Abarca desde el día 14 hasta la tercera semana de embarazo. En esta etapa, la nutrición se realiza por difusión. Aproximadamente, a los 15 días de la fecundación, tiene lugar la gastrulación, y el disco bilaminar que formaba el cigoto pasa a estar formado por tres hojas blastodérmicas. El epiblasto, formado por las células más ventrales, formará el ectodermo. Desde esta capa se invaginarán células hacia el hipoplasto situado dorsalmente para dar lugar al endodermo.
- Periodo embrionario: De la cuarta a la octava semanas, se produce la organogénesis. A partir de este momento, se establecerá la circulación sanguínea. Los agentes teratógenos tienen su mayor influencia durante esta fase.
- Periodo fetal: Se inicia en la octava semana y se prolonga hasta el nacimiento. Se caracteriza por el crecimiento y desarrollo de las estructuras previamente formadas.
Morfogénesis cardíaca
En el humano, la morfogénesis cardíaca ocurre entre la tercera y sexta semana del desarrollo intrauterino. El sistema cardiovascular es el primero en alcanzar una madurez funcional durante el desarrollo embrionario(2). Al inicio, las sustancias nutritivas se difunden desde la sangre materna al interior de una serie de canalículos, y la circulación de los líquidos por estos canales se realiza por difusión y osmosis.
Hacia el 19 día de vida, surgen en la hoja esplácnica cardiógena del mesodermo unas agrupaciones celulares llamadas wolffianos que forman dos cordones macizos bilaterales y simétricos, a ambos lados de la línea primitiva a nivel del nodo primitivo. Posteriormente, crearán puentes entre ellos a modo de red, hasta fusionarse completamente.
El día 22 este esbozo se ahueca y forma el tubo cardiaco. La porción cefálica se pliega ventral caudal y hacia la derecha, mientras que la porción auricular caudal en dirección dorso craneal y hacia la izquierda, formando el asa cardiaca que se completa a los 28 días.
Formación de las estructuras cardíacas
El tubo cardíaco se diferencia en:
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- El bulbo arterial que formará en su tercio proximal la porcion trabeculada del ventrículo derecho.
- El ventrículo primitivo del que surgirán los dos ventrículos.
- Porción auriculosinusal o segmento venoso, dará lugar a la aurícula común y, posteriormente, las aurículas.
Las células que forman el tubo cardíaco conforman el futuro endocardio.
Tabicamiento cardíaco
Tabicamiento auricular
Desde las almohadillas endocárdicas, crece otra cresta celular que cierra el ostium primum. La aurícula derecha aumenta de tamaño al incorporarse la prolongación sinusal. Los defectos de tabicación, tanto auriculares como ventriculares, son el tipo más frecuente de cardiopatía congénita. Una resorción excesiva del septum primum o el desarrollo insuficiente del septum secundum darán lugar a una comunicación interauricular ostium secundum. La ausencia de tabicación total auricular dando lugar a un corazón trilocular biventricular.
A mediados de la cuarta semana, el futuro corazón recibe sangre de dos prolongaciones izquierda y derecha, cada una de las cuales recibe, a su vez, sangre de la vena vitelina u onfalomesentérica, la vena umbilical y la vena cardinal. En el lado derecho, se oblitera en la quinta semana la vena umbilical.
Tabicamiento del canal auriculoventricular
Inicialmente, el canal auriculoventricular va a comunicar con el ventrículo izquierdo primitivo y está separado del bulbo cardíaco por el reborde bulboventricular; posteriormente, crecerá hacia la derecha para comunicarse con ambos ventrículos. Al final de la cuarta semana, se formarán dos rebordes mesenquimáticos llamados almohadillas endocárdicas auriculoventriculares superior e inferior, que crecen para fusionarse a la quinta semana, formando los orificios auriculoventriculares. Posteriormente, aparecen las almohadillas auriculoventriculares laterales que formarán las futuras válvulas mitral y tricúspide, y los músculos papilares. Cuando las almohadillas endocárdicas no se fusionan, darán lugar a un canal auriculoventricular.
Tabicamiento del tronco arterioso y del cono arterial
La división desigual del cono es el origen de la tetralogía de Fallot, que es el defecto más frecuente de esta región. Si estos rebordes descienden en línea recta, en vez de en espiral, se producirá una trasposición de los grandes vasos. El gen GATA6 y el cofactor TFAP-2β se han relacionado con los defectos del tracto de salida que se encuentran en la tetralogía de Fallot. Si las válvulas semilunares se fusionan a una distancia variable, se producirán atresia valvular aórtica o pulmonar, según la región afectada. La ausencia del ligando JAGGED-1 o la inhibición de la señalización NOTCH 1-4 se han relacionado con defectos de formación de la aorta y de su tracto de salida. Estas alteraciones se han encontrado también en el síndrome de Alagille, que asocia estenosis pulmonar.
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Inicio del latido cardíaco
El día 23, el corazón empieza a latir en sentido cefalocaudal. Inicialmente, el marcapasos se encuentra en la porción caudal del tubo cardíaco izquierdo. Más tarde, esta función la asume el seno venoso y, al incorporarse este a la aurícula derecha, el tejido de marcapasos se halla próximo a la desembocadura de la cava superior, formando el nodo sinoauricular. De manera que lo primero que late es el bulbo arterial, la aurícula y el seno venoso. El nodo auriculoventricular y el haz de His derivan, por un lado, de la pared izquierda del seno venoso y, por otro, de las células del canal auriculoventricular.
Desarrollo del sistema vascular
Entre la cuarta y la quinta semanas de desarrollo, se forman los arcos faríngeos, cada uno con su propio nervio craneano y su propia arteria. Estas arterias nacen del saco aórtico, que envía una rama a cada nuevo arco, de forma secuencial, de craneal a caudal, dando lugar a cinco pares de arterias, denominados arcos aórticos. El tercer arco aórtico forma la carótida primitiva y la primera porción de la carótida interna, el resto de carótida interna se forma por la porción craneal de la aorta dorsal; la carótida externa es un brote del tercer arco aórtico. Del sexto arco nace una rama hacia el esbozo pulmonar que dará lugar al segmento proximal de la arteria pulmonar derecha y desde su lado izquierdo el conducto arterioso.
Existen distintas teorías sobre la alteración embriológica exacta que da lugar a la coartación y a la hipoplasia de arco aórtico(5-8). La teoría hemodinámica explicará esta patología por las alteraciones del flujo sanguíneo a nivel del istmo aórtico durante la vida fetal, tratando asimismo de explicar las malformaciones del tracto de salida izquierdo que se asocian con frecuencia (hipoplasia de la aorta, del VI y/o su tracto de salida, de la válvula mitral, lesiones estenóticas de la válvula aórtica…). La teoría embriogénica encuentra el origen en un desarrollo anormal del segmento derivado del cuarto arco faríngeo izquierdo en su progresión cefalocaudal, de modo que la falta de migración en sentido cefálico de la arteria subclavia izquierda se originaría en el lugar de la coartación, lo que daría lugar a una retracción cuando el ductus se cierra.
El misterio del primer latido
El corazón late alrededor de 3.500 millones de veces en un ser humano que viva 83 años -sobrevida media en España-. Los científicos no han podido explicar cómo un pequeño grupo de células primigenias inertes comienzan a latir de repente, organizadas para funcionar de forma coordinada durante toda la vida, sin descanso alguno. Damos tanta importancia a los latidos del corazón que se viene intentando descubrir su origen durante milenios. Este interés ancestral no solo está motivado por la lógica curiosidad científica de médicos, biólogos y embriólogos, sino que proporcionará una valiosa información sobre el desarrollo del corazón, su sistema de conducción eléctrica, el origen de las diversas cardiopatías congénitas o las arritmias.
El origen del primer latido del corazón sigue constituyendo un tema controvertido en el mundo científico. ¿Cómo y qué activa el interruptor que pone en marcha el corazón?, ¿precisa de la existencia de un marcapasos biológico que inicie el primer latido?, ¿estas células se activan simultáneamente?, ¿existe algún tipo de comunicación entre las células cardiacas antes del primer latido? La falta de respuestas para éstas y otras preguntas semejantes han mantenido este intrigante misterio biológico desde la antigüedad; de hecho, Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.) trataba de encontrar una explicación estudiando unos huevos conteniendo embriones de pollos.
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Hasta ahora, la teoría más aceptada sugiere que el corazón comienza sus latidos a partir de la sexta semana de gestación, cuando se ha completado el desarrollo de sus cavidades, momento crucial que permite bombear la sangre a todo el cuerpo. El corazón primitivo consta de dos cavidades que posteriormente se dividen en las cuatro definitivas -dos aurículas y dos ventrículos-. Otros expertos creen que inicio de las contracciones cardiacas ocurre a partir de la cuarta semana de gestación, cuando un grupo de células primigenias configuran la denominada placa cardiogénica, precursora del corazón humano. Al doblarse sobre sí misma, esta placa celular conforma dos tubos primarios que se unen para crear una estructura singular, el tubo cardíaco primitivo.
Recientemente, la prestigiosa revista Nature ha publicado los resultados de una interesante investigación realizada por científicos de la Universidad de Harvard mediante una impresionante combinación de modelado computacional y técnicas experimentales en embriones vivos de pez cebra, en el momento de comenzar sus primeros latidos. Estos investigadores descubrieron que las células cardiacas inertes van experimentando una liberación transitoria de concentraciones de iones de calcio que preceden a una actividad eléctrica en su interior que origina el primer latido del corazón.
“A diferencia del corazón adulto, donde una población especializada de células marcapasos impulsa los latidos, la mayoría de las células del corazón embrionario tienen la capacidad de latir por sí solas, lo que dificulta la predicción de la ubicación de los primeros latidos.
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