Download Desarrollo Embriológico de las Arterias Coronarias en el Embrión

Resumen: M-048
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005
Desarrollo Embriológico de las Arterias Coronarias
en el Embrión Humano
1
1
1
1
2
Civetta, Julio D. - Civetta, María M. - Ojeda, Germán A. - Cayre, Raúl O. - Valdes-Cruz, Lilliam M.
1. Sección de Anatomia del Desarrollo. Cátedra I de Anatomía Humana e Imagenólogica.
Facultad de Medicina. Universidad Nacional del Nordeste. Corrientes, Argentina.
2. Children’s Hospital. University of Colorado Health Science Center. Denver, Colorado. USA.
Sección de Anatomía del Desarrollo. Cátedra I de Anatomía Humana Normal.
Sargento Cabral 2001, (3400) Corrientes, Argentina. TE: 03783 – 423478. E-Mail: [email protected]
Introducción:
El desarrollo embriológico de las arterias coronarias continua siendo controversial. Trabajos de embriología
descriptiva realizados en embriones humanos, consideran en el desarrollo embriológico de las arterias coronarias, un
proceso de angiogénesis a partir de la aorta y un proceso de vasculogénesis originado de células angioblásticas ubicadas
en la región epicárdica(1-5). Este mecanismo morfogenético también fue observado en trabajos tanto de embriología
descriptiva como experimental, en diferentes especies animales: conejo(6) cerdo(7), rata(8) y pollo(9,10).
Otros trabajos de embriología descriptiva en embriones humanos y en embriones de rata(11) y trabajos experimentales realizados en embriones de codorniz(12-14), pollo(15-17) y quimera de pollo-codorniz(18) cuestionan el origen dual
de las arterias coronarias, postulando que existiría solamente un proceso de vasculogénesis por el cual los vasos pericárdicos penetrarían la pared de la aorta, hasta hacer contacto con la luz de la misma, no existiendo por lo tanto un proceso de angiogénesis primaria a partir de la aorta.
El propósito del presente trabajo es estudiar el desarrollo de las arterias coronarias en embriones humanos, con
el objeto de establecer los cambios que se observan en los diferentes estadios del desarrollo de las arterias coronarias y
comprobar si los hallazgos mencionados en los trabajos de embriología descriptiva en embriones de diferentes especies
animales, son extrapolables al desarrollo embriológico de las arterias coronarias en el ser humano.
Material y Métodos:
De un total de 131 embriones y fetos humanos de nuestra colección, se estudiaron 22 embriones. Fueron estadificados de acuerdo con Pineau(19) ubicándose entre el estadio XIII (27 ± 2 días) y el estadio XVIII (48 ± 1 día) y una
longitud CR (cráneo – rabadilla) que osciló entre los 4,5 mm y los 18 mm en los cuales fue posible objetivar los primeros estadios del desarrollo de las arterias coronarias. Los embriones fueron fijados en formol al 10%. incluidos en parafina y seccionados en cortes axiales, 20 embriones, y 2 en el plano sagital. Los embriones de estadios XIII al XVII,
fueron coloreados con hematoxilina y eosina y los de estadios XVII y XVIII, con la coloración de Mallory Heindenheim y/o hematoxilina eosina y estudiados en fotomicroscopio y fotografiados con cámara fotográfica Olympus SC 35.
De un embrión de 18 mm CR, se efectuaron dos reconstrucciones en cera parafina con método de Born (20): una de todo
el corazón y la otra, de la porción luminal de las arterias coronarias y de la aorta.
Resultados:
Estadio XIII: se observaron islotes de células angioblásticas, constituidas por eritroblastos en el pericardio parietal, por delante del cono y de la pared anterior del primordio de la porción trabeculada del ventrículo izquierdo (VI) y
en el espacio subepicárdico de la pared ventricular a nivel del surco interventricular anterior (SIVA) y en la cara diafragmática cercana al ápex ventricular. Estos islotes no muestran conexión entre si, ni con la cavidad ventricular. El
miocardio ventricular estaba constituido en parte por gelatina cardiaca, aunque mostraba un aspecto esponjoso particularmente en la bolsa trabeculada del VI.
Estadio XIV: se visualizó un mayor número de islotes sanguíneos, en la pared de ambos ventrículos cerca del
surco interventricular (SIV). Algunos islotes mostraron coalescencia entre si, con apariencia de capilares primarios y
eritrocitos nucleados en su interior, inicio de una red vascular subepicárdica (RVS) y el miocardio ventricular se mostró
más esponjoso con vascularización dependiente de la cavidad ventricular.
Estadio XV: se constató mayor desarrollo de la RVS, pudiendo individualizarse claramente dos redes
(RVSs).Una más desarrollada, localizada en el surco atrioventricular (AV) derecho, el surco interventricular (SIV) y la
cara diafragmática de ambos ventrículos, así como en la pared anterior del ventrículo derecho (VD) y su tracto de salida. Otra RVS, menos desarrollada, se encontró en el SIVA y regiones adyacentes de ambos ventrículos, y en la parte
anterior del surco AV izquierdo. En el embrión Temar 2 (estadio XV) se observaron células angioblásticas en la pared
del seno venoso, adyacente al surco AV derecho. También se observó inicio de compactación del miocardio ventricular
en la región de la base del corazón, persistiendo miocardio esponjoso con sinusoides intramiocárdicos cerca del ápex
llegando la luz de la cavidad ventricular casi hasta el pericardio. Además se observaron pequeñas indentaciones simulando evaginaciones del endotelio aórtico, en la región de las sigmoideas aórticas en desarrollo.
Estadio XVI y XVII: se evidenció mayor desarrollo de las RVSs y crestas intercalares. Además se encontraron
indentaciones en las regiones de la aorta ya mencionadas en el horizonte XV, en la región lateral derecha e izquierda de
la aorta, sin conexión con ninguna de las RVSs. También se visualizó mayor compactación del miocardio en la región
Resumen: M-048
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005
del ápex. En un embrión de estadio XVII, (embrión TE – 10), se constató la existencia de sinusoides intramiocárdicos
que conectaban la RVS, con la cavidad ventricular. Se observó además, mayor desarrollo de las RVSs. En el embrión
JU-4, se comprobó la existencia de canales coronarios conectados con las RVSs correspondiente al origen de las arterias
coronaria izquierda, y derecha; esta última en un plano más cefálico respecto del canal coronario izquierdo.
Estadio XVIII: en todos los especímenes se observó el origen de las arterias coronarias derecha e izquierda y
su conexión con las RVSs correspondientes. La reconstrucción en cera del embrión GON – 2, mostró el origen de las
arterias coronarias derecha e izquierda emergiendo de la aorta y la posición espacial del segmento proximal o tronco de
dichas arterias coronarias, encontrándose la arteria coronaria derecha en un plano más cefálico respecto de la arteria
coronaria izquierda.
Discusión:
El primordio de las arterias coronarias es la aparición de islotes de células angioblásticas (eritroblastos), en el pericardio
parietal y espacio subepicárdico, por delante del cono y pared anterior de la porción trabeculada del VI adyacente al
SIV cerca del ápex. Este hallazgo en el estadio XIII, no ha sido descripto en la literatura. La formación de capilares
subepicardicos por coalescencia de los islotes sanguíneos en el estadio XIV, así como de la formación de las RVSs,
concuerdan con lo referido en la literatura en embriones humanos en los estadios XIV(3, 4, 21, 22), XV y XVI(11) y XVI y
XIX(23). El mismo mecanismo fue observado en embriones de pollo(10,18), cerdo(7) y en quimera de pollo-codorniz(18).
La observación en el estadio XV, de una red vascular subepicárdica en el surco AV derecho, surco IVP, cara diafragmática de ambos ventrículos, cara anterior y tracto de salida del VD; así como de una RVS en el surco IVA y regiones
adyacentes de ambos ventrículos y parte anterior del surco AV izquierdo, concuerda con lo descrito por Conte y Pellegrini como redes vasculares subepicárdicas posterior derecha (RVSPD) y anterior izquierda, (RVSAI), origen de las
arterias coronarias derecha e izquierda respectivamente(4).
La compactación del miocardio ventricular se inicia en el estadio XV, en la base del corazón y se extiende hacia el
ápex. Esto concuerda con lo mencionado por Agmon y col.(24).
La aparición en los estadios XIII y XIV de células angioblásticas, primordio de las arterias coronarias, no concuerda
con lo expresado por Rychter y col. quienes mencionan que el inicio del desarrollo de las arterias coronarias ocurre
cuando el miocardio se transforma de esponjoso a compacto(25).
La conexión entre la RVS y la cavidad ventricular izquierda a través de sinusoides, fue observada en un embrión del
estadio XVII. Esta conexión fue descripta en embriones humanos del estadio XV(4,23), así como en embriones de pollo(9.15) y en quimera de pollo-codorniz(18).
En el estadio XV, se observaron indentaciones del endotelio aórtico en la región adyacente a las sigmoideas aórticas en
desarrollo, sin conexión con la RVS. Estas indentaciones, descriptas como yemas coronarias en la raíz de la aorta, fueron observadas en embriones humanos(1, 3, 4, 5, 23), así como en embriones de conejo(6), rata(8), pollo(9,10) y cerdo(7). Algunos autores describen estas yemas coronarias como evaginaciones huecas; otros como engrosamiento del endotelio
aórtico o como evaginaciones inicialmente sólidas. Nosotros no observamos yemas coronarias sólidas ni huecas, en
ningún estadio del desarrollo en las paredes aórticas de embriones humanos. Las indentaciones endoteliales en la aorta
mencionadas anteriormente, así como las observadas en embriones del estadio XVI, no mostraron conexión con ninguna de las RVSs. Conte y Pellegrini(4), mencionan haber observado múltiples yemas coronarias tanto en la pared aórtica
como en la pared de la arteria pulmonar. Ningún embrión de nuestra serie, mostró yemas coronarias o indentaciones
endoteliales, en las paredes de la arteria pulmonar a nivel del sitio de desarrollo de las sigmoideas pulmonares.
Hutchins y col. en su serie de embriones humanos(21), mencionan que el examen de la raíz aórtica y tronco de la arteria
pulmonar, no mostró evidencia clara de ningún vaso sanguíneo, evaginación endotelial o incipiente arteria coronaria en
ningún embrión. Sin embargo, reconoce haber observado pequeñas indentaciones del endotelio dentro de las paredes
arteriales, similares a las encontradas por nosotros y por Hackensellner(1) y Conte y Pellegrini(4), pero interpretaron que
esas áreas obedecen a cambios secundarios que podrían ocurrir con la cesación del flujo sanguíneo y retracción de los
vasos en las preparaciones histológicas de los cortes (21). Los últimos años, trabajos de embriología experimental en
diferentes especies animales, niegan la existencia de yemas coronarias, descartando un proceso de angiogénesis primaria a partir de la aorta en el desarrollo de las arterias coronarias(11,12,15). Solo existiría un proceso de vasculogénesis a
partir de las redes vasculares subepicárdicas que penetrarían la pared de la aorta, por medio de canales coronarios que
establecerían su conexión con la luz aórtica y no a la inversa. Esto concuerda con lo mencionado por Markwald (26) en
el sentido que, el origen de los vasos coronarios, es un proceso vasculogénico y no angiogénico. La observación en el
estadio XVII de un canal coronario izquierdo conectado con la RVSAI, origen de la arteria coronaria izquierda, y la
presencia de un canal coronario derecho conectado con la RVSPD, origen de la coronaria derecha, estaría de acuerdo
con quienes consideran el origen de las coronarias como un proceso de vasculogénesis a partir de las redes vasculares
subepicárdicas(11,12,15,26).
La observación en un embrión humano del estadio XVII, de canales coronarios conectando las RVSs con la luz aórtica,
avalaría el mecanismo de vasculogénesis en el desarrollo de las arterias coronarias.
Si bien en un embrión del estadio XVII, ambas arterias coronarias aparecen conectadas con la aorta, la conexión de la
aorta con las arterias coronarias está invariablemente presente en embriones del estadio XVIII. Esta observación concuerda con los trabajos en embriones humanos, que mencionan que en el estadio XVIII, se establece la conexión entre
la luz de la aorta y las RVSs, dando origen a las arterias coronarias(3,4,11,21).
Resumen: M-048
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005
Conclusiones:
Nuestras observaciones nos permiten concluir que el proceso morfogenético que interviene en el desarrollo de las arterias coronarias es vasculogénico y no angiogénico, existiendo canales coronarios que conectan las redes vasculares
subepicárdicas con la luz de la aorta y no la existencia de yemas coronarias en la pared de la aorta que establezcan posteriormente conexión con las redes mencionadas.
Nuestros hallazgos en embriones humanos, avalan lo observado en diferentes especies animales; no obstante esto debería ser investigado en mayor número de embriones de la especie humana. Sin duda que la controversia respecto al origen de las arterias coronarias en el ser humano sigue planteada y el desafío de establecer el verdadero origen embriológico de las mismas, continua vigente.
Referencias
1. Hackensellner HA. Akzessorische Kranzgefäßanlagen der Arteria pulmonalis unter 63 menschlichen Embryonen-serien mit einer größten Länge von 12 bis 36mm. Z Mikrosk Anat Forsch 1956; 62: 153-164.
2. Licata RH. Coronary circulation: embryology. In: Abramson D, ed. Blood vessels and lymphatics. New York.
Academic Press Inc, 1962: 258-261.
3. Hirakow R. Development of the cardiac blood vessels in staged human embryos. Acta Anat 1983; 200-230.
4. Conte G, Pellegrini A. On the development of the coronary arteries in human embryos, stages 14 -19. Anat
Embryol 1984; 169: 209-218.
5. O’Rahilly R, Muller F. The cardiovascular and lymphatic systems. In O’Rahilly R, Muller F, eds. Human
embryology & teratology. 2nd Edition. New York. Wiley-Liss, 1996: 159-206.
6. Grant RT. Development of the cardiac coronary vessels in the rabbit. Heart 1926; 13: 261-277.
7. Bennet t HS. The development of the blood supply to the heart in the embryo pig. Am J Anat 1937; 60: 27-53.
8. Dbaly J, Ostádal B, Rychter Z. Development of the coronary arteries in rat embryos. Acta Anat 1968; 71: 209222.
9. Rychter Z, Ostádal B. Mechanism of the development of coronary arteries in chick embryo. Folia Morphol
Prague 1971; 19: 113-124.
10. Aikawa E, Kawano J. Formation of coronary arteries sprouting from the primitive aortic sinus wall of the chick
embryo. Experientia 1982; 38: 816-818.
11. Bogers AJJC, Gittenberger-de Groot AC, Dubbeldam JA, Huysmans HA. The inadequacy of existing theories
on development of the proximal coronary arteries and their connexions with the arterial trunks. Int J Cardiol
1988; 20: 117-123.
12. Bogers AJJC, Gittenberger-de Groot AC, Poelmann RE, Peault BM, Huysmans HA. Development of the origin of the coronary arteries, a matter of ingrowth or outgrowth? Anat Embryol 1989; 180: 437-441.
13. Virágh S, Gittenberger-de Groot AC, Poelmann RE, Kalman F. Early development of quail heart epicardium
and associated vascular and glandular structures. Anat Embryol 1993; 188: 381-393.
14. Vrancken Peeter MFM, Gittenberger-de Groot AC, Mentink MMT, Hungerford JE, Little CD, Poelmann RE.
Differences in development of coronary arteries and veins. Cardiovasc Res 1997; 36: 101-110.
15. Waldo KL, Willner W, Kirby ML. Origin of the proximal coronary artery stems and a review of ventricular
vascularization in the chick embryo. Am J Anat 1990; 188: 109-120.
16. Mikawa T, Fishman DA. Retroviral analysis of cardiac morphogenesis: discontinuous formation of coronary
vessels. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 9504-9508.
17. Mikawa T, Gourdie RG. Pericardial mesoderm generates a popullation of coronary smooth muscle cells migrating into the heart along with ingrowth of the epicardial organ. Dev Biol 1996; 174: 221-232.
18. Poelmann RE, Gittenberger-de Groot AC, Mentink MMT, Bokenkamp R, Hogers B. Development of the cardiac coronary vascular endothelium, studied with antiendothelial antobodies, in chicken-quail chimeras. Circ
Res 1993; 73: 559-568.
19. Pineau H. La croissance et ses lois. Paris. Laboratoire d’Anatomie de la Faculte de Medecine de Paris 1966.
20. Born G. Beitrage zur Entwicklungsgeschichte des Saugerhier herzens. Arch F Mikr Anat 1889; 44: 284-378.
21. Hutchins GM, Kessler-Hanna A, Moore GW. Development of the coronary arteries in the embryonic human
heart. Circulation 1988; 77: 1250-1257.
22. Obrucnik M, Malínsky J, Lichnovsky V. The early stages of differentiation of the vascular bed in the ventricular wall of the human embryonic heart as seen in the electron microscope. Folia Morphol 1972; 20: 49-51.
23. Licata RH. A continuation study of the development of the blood supply of the human heart. Part II: The deep
or intramural circulation. Anat Rec 1956; 124: 326.
24. Agmon Y, Connolly HM, Olson LJ, Khandheria BK, Seward JB. Noncompaction of the ventricular myocardium. J Am Soc Echocardiogr 1999; 12: 859-863.
25. Rychter Z, Rychterova V. Angio-and myoarchitecture of the heart wall under normal and experimentally
changed morphogenesis. In: Pexieder T, ed. Mechanisms of cardiac morphogenesis and teratogenesis. Perspectives in cardiovascular research. New York: Raven Press, 1981:431-452.
26. Markwald R. Coronary morphogenesis. Tex Heart Inst J 2002; 29: 242.