20.6: Desarrollo de vasos sanguíneos y circulación fetal
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- Describir el desarrollo de los vasos sanguíneos
- Describir la circulación fetal
En un embrión en desarrollo, el corazón se ha desarrollado lo suficiente para el día 21 post-fertilización para comenzar a latir. Los patrones de circulación están claramente establecidos a la cuarta semana de vida embrionaria. Es fundamental para la supervivencia del ser humano en desarrollo que el sistema circulatorio se forme temprano para abastecer al tejido en crecimiento de nutrientes y gases, y para eliminar los productos de desecho. La producción de células sanguíneas y vasos sanguíneos en estructuras fuera del embrión propiamente dicho llamado saco vitelino, corion y tallo de conexión comienza aproximadamente de 15 a 16 días después de la fertilización. El desarrollo de estos elementos circulatorios dentro del propio embrión comienza aproximadamente 2 días después. Aprenderás más sobre la formación y función de estas estructuras tempranas cuando estudies el capítulo sobre desarrollo. Durante esas primeras semanas, los vasos sanguíneos comienzan a formarse a partir del mesodermo embrionario. Las células precursoras se conocen como hemangioblastos. Estos a su vez se diferencian en angioblastos, que dan lugar a los vasos sanguíneos y a las células madre pluripotentes, que se diferencian en los elementos formados de la sangre. (Busque contenido adicional para obtener más detalles sobre el desarrollo y la circulación fetal.) Juntas, estas células forman masas conocidas como islas de sangre dispersas por todo el disco embrionario. Aparecen espacios en las islas de sangre que se convierten en lúmenes de vasos. El revestimiento endotelial de los vasos surge de los angioblastos dentro de estas islas. Las células mesenquimales circundantes dan lugar a las capas de músculo liso y tejido conectivo de los vasos. Mientras los vasos se desarrollan, las células madre pluripotentes comienzan a formar la sangre.
Los tubos vasculares también se desarrollan en las islas sanguíneas, y eventualmente se conectan entre sí, así como con el corazón tubular en desarrollo. Así, el patrón de desarrollo, en lugar de comenzar desde la formación de un vaso central y extenderse hacia afuera, ocurre en muchas regiones simultáneamente con los vasos que posteriormente se unen entre sí. Esta angiogénesis —la creación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los existentes— continúa según sea necesario durante toda la vida a medida que crecemos y desarrollamos.
El desarrollo de los vasos sanguíneos a menudo sigue el mismo patrón que el desarrollo nervioso y viaja a los mismos tejidos y órganos diana. Esto ocurre porque los muchos factores que dirigen el crecimiento de los nervios también estimulan a los vasos sanguíneos a seguir un patrón similar. Si un vaso determinado se desarrolla en una arteria o una vena depende de las concentraciones locales de proteínas de señalización.
A medida que el embrión crece dentro del útero de la madre, también crecen sus requerimientos de nutrientes e intercambio de gases. La placenta, un órgano circulatorio exclusivo del embarazo, se desarrolla conjuntamente a partir del embrión y las estructuras de la pared uterina para cubrir esta necesidad. Emergiendo de la placenta está la vena umbilical, que transporta sangre rica en oxígeno de la madre a la vena cava inferior fetal a través del conducto venoso al corazón que la bombea a la circulación fetal. Dos arterias umbilicales transportan sangre fetal empobrecida en oxígeno, incluyendo desechos y dióxido de carbono, a la placenta. Los restos de las arterias umbilicales permanecen en el adulto. (Busque contenido adicional para obtener más información sobre el papel de la placenta en la circulación fetal.)
Hay tres derivaciones principales —vías alternas para el flujo sanguíneo— que se encuentran en el sistema circulatorio del feto. Dos de estas derivaciones desvían la sangre del circuito pulmonar al sistémico, mientras que la tercera conecta la vena umbilical con la vena cava inferior. Las dos primeras derivaciones son críticas durante la vida fetal, cuando los pulmones están comprimidos, llenos de líquido amniótico y no funcionales, y el intercambio de gases es proporcionado por la placenta. Estas derivaciones se cierran poco después del nacimiento, sin embargo, cuando el recién nacido comienza a respirar. La tercera derivación persiste un poco más pero se vuelve infuncional una vez que se corta el cordón umbilical. Las tres derivaciones son las siguientes (Figura\(\PageIndex{1}\)):
- El foramen oval es una abertura en el tabique interauricular que permite que la sangre fluya desde la aurícula derecha a la aurícula izquierda. Una válvula asociada a esta abertura evita el reflujo de sangre durante el periodo fetal. A medida que el recién nacido comienza a respirar y aumenta la presión arterial en las aurículas, esta derivación se cierra. La fosa oval permanece en el tabique interauricular después del nacimiento, marcando la ubicación del antiguo foramen oval.
- El conducto arterioso es un vaso corto y muscular que conecta el tronco pulmonar con la aorta. La mayor parte de la sangre bombeada desde el ventrículo derecho hacia el tronco pulmonar se desvía así hacia la aorta. Solo llega suficiente sangre a los pulmones fetales para mantener el tejido pulmonar en desarrollo. Cuando el recién nacido respira por primera vez, la presión dentro de los pulmones disminuye drásticamente, y tanto los pulmones como los vasos pulmonares se expanden. A medida que aumenta la cantidad de oxígeno, los músculos lisos en la pared del conducto arterioso se contraen, sellando el pasaje. Finalmente, los componentes muscular y endotelial del conducto arterioso degeneran, dejando solo el componente de tejido conectivo del ligamento arterioso.
- El conducto venoso es un vaso sanguíneo temporal que se ramifica desde la vena umbilical, permitiendo que gran parte de la sangre recién oxigenada de la placenta, el órgano de intercambio gaseoso entre la madre y el feto, evite el hígado fetal y vaya directamente al corazón fetal. El conducto venoso se cierra lentamente durante las primeras semanas de la infancia y se degenera para convertirse en el ligamento venoso.
Revisión del Capítulo
Los vasos sanguíneos comienzan a formarse a partir del mesodermo embrionario. Los hemangioblastos precursores se diferencian en angioblastos, los cuales dan lugar a los vasos sanguíneos y células madre pluripotentes que se diferencian en los elementos formados de la sangre. Juntas, estas células forman islas sanguíneas dispersas por todo el embrión. Las extensiones conocidas como tubos vasculares eventualmente conectan la red vascular. A medida que el embrión crece dentro del útero de la madre, la placenta se desarrolla para suministrar sangre rica en oxígeno y nutrientes a través de la vena umbilical y para eliminar los desechos en la sangre empobrecida en oxígeno a través de las arterias umbilicales. Tres derivaciones principales que se encuentran en el feto son el foramen oval y el conducto arterioso, que desvían la sangre del circuito pulmonar al circuito sistémico, y el conducto venoso, que transporta sangre recién oxigenada con alto contenido de nutrientes al corazón fetal.
Preguntas de revisión
P. Las islas de sangre son ________.
A. racimos de células filtrantes de sangre en la placenta
B. masas de células madre pluripotentes dispersas por toda la médula ósea fetal
C. tubos vasculares que dan origen al corazón tubular embrionario
D. masas de vasos sanguíneos en desarrollo y elementos formados dispersos por todo el disco embrionario
Respuesta: D
P: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
A. Dos venas umbilicales transportan sangre empobrecida en oxígeno desde la circulación fetal hasta la placenta.
B. Una vena umbilical transporta sangre rica en oxígeno desde la placenta hasta el corazón fetal.
C. Dos arterias umbilicales transportan sangre empobrecida en oxígeno a los pulmones fetales.
D. Nada de lo anterior es cierto.
Respuesta: B
P. El ductus venoso es una derivación que permite ________.
A. sangre fetal para fluir de la aurícula derecha a la aurícula izquierda
B. sangre fetal para fluir del ventrículo derecho al ventrículo izquierdo
C. la mayoría de la sangre recién oxigenada para fluir hacia el corazón fetal
D. la mayoría de la sangre fetal empobrecida en oxígeno para fluir directamente al tronco pulmonar fetal
Respuesta: C
Preguntas de Pensamiento Crítico
P. Todos los tejidos, incluyendo los tumores malignos, necesitan un suministro de sangre. Explique por qué medicamentos llamados inhibidores de la angiogénesis serían utilizados en el tratamiento del cáncer.
A. Los inhibidores de la angiogénesis son fármacos que inhiben el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos. Pueden impedir el crecimiento de los tumores limitando su suministro de sangre y por lo tanto su acceso al intercambio de gases y nutrientes.
P. Explicar la ubicación e importancia del conducto arterioso en la circulación fetal.
A. El conducto arterioso es un vaso sanguíneo que proporciona un pasaje entre el tronco pulmonar y la aorta durante la vida fetal. La mayor parte de la sangre expulsada del ventrículo derecho del feto y que ingresa al tronco pulmonar se desvía a través de esta estructura hacia la aorta fetal, evitando así los pulmones fetales.
Glosario
- angioblastos
- células madre que dan lugar a vasos sanguíneos
- angiogénesis
- desarrollo de nuevos vasos sanguíneos a partir de vasos existentes
- islas de sangre
- masas de vasos sanguíneos en desarrollo y elementos formados a partir de células mesodérmicas dispersas por todo el disco embrionario
- conducto arterioso
- derivación en el tronco pulmonar fetal que desvía la sangre oxigenada de regreso a la aorta
- ductus venoso
- derivación que hace que la sangre oxigenada evite el hígado fetal en su camino hacia la vena cava inferior
- foramen oval
- derivación que conecta directamente las aurículas derecha e izquierda y ayuda a desviar la sangre oxigenada del circuito pulmonar fetal
- hemangioblastos
- Células madre embrionarias que aparecen en el mesodermo y dan lugar tanto a angioblastos como a células madre pluripotentes
- arterias umbilicales
- par de vasos que discurren dentro del cordón umbilical y transportan sangre fetal baja en oxígeno y alta en desechos a la placenta para su intercambio con sangre materna
- vena umbilical
- único vaso que se origina en la placenta y corre dentro del cordón umbilical, transportando sangre rica en oxígeno y nutrientes al corazón fetal
- tubos vasculares
- vasos sanguíneos rudimentarios en un feto en desarrollo