OBJETIVO: Descrever observações morfológicas sobre o septo interatrial em fetos normais, especialmente o forame oval e o septo primeiro, de forma a comparar a excursão do septo primeiro com o diâmetro do forame oval. MÉTODOS: As medidas da excursão do septo primeiro (ESP) em direção ao átrio esquerdo (AE) e do diâmetro do forame oval (DFO) foram realizadas em corações de dez fetos humanos formolizados com 28 a 36 semanas. Os cortes histológicos foram feitos no FO, SP, septo segundo e nos AE e AD. RESULTADOS: Os resultados da análise anatômica estão expressos em amplitude das medidas do DFO e da ESP: 3 fetos com idade gestacional (IG) presumida de 28 semanas, DFO (3,1-3,5 mm) e ESP (2,8-3,1 mm); 4 fetos com IG presumida de 34 semanas, DFO (3,3-3,5 mm) e ESP (4,0-5,0 mm); e 3 fetos com IG presumida de 36 semanas, DFO (3,3-4,5 mm) e ESP (6,0-9,0). Foram identificadas fibras musculares cardíacas no SP e no segundo. CONCLUSÃO: Pode-se sugerir que o SP apresenta caráter ativo devido às fibras musculares que o constituem, influenciando o fluxo sangüíneo através do FO, a mobilidade do SP e a sua excursão para o interior do AE.
Bases morfológicas para o estudo do septo interatrial no feto humano
Unidade de Cardiologia Fetal do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul, Departamento de Morfologia do Centro de Ciência da Saúde da Universidade Federal de Santa Maria – Porto Alegre, RS
O desenvolvimento embrionário do coração humano depende da interação entre células, especialmente as miocárdicas e as mesenquimais1-6. Essa interação é responsável pela diferenciação e morfogênese das regiões específicas cardíacas, dentre elas os septos cardíacos7-10. O coxim endocárdico, um aglomerado de células endocárdicas e mesenquimais, é a estrutura que participa diretamente da formação dos septos cardíacos e das valvas atrioventriculares7,11.
A septação do átrio primitivo se inicia ao final da quarta semana de gestação por meio da formação, modificação e subseqüente fusão do septo primeiro e do septo segundo12. O processo de divisão do átrio primitivo é complexo não só devido à junção do septo com os coxins endocárdicos, mas também devido à necessidade de uma comunicação permanente que permita a passagem do fluxo de sangue do átrio direito para o esquerdo12,13. O septo primeiro tem sua borda fixada aos coxins endocárdicos, delimitando uma comunicação interatrial denominada óstio ou forame primeiro que desaparece quando o septo primeiro se funde aos coxins endocárdicos.
Antes do óstio primeiro desaparecer, ocorrem perfurações na parte central do septo primeiro provocadas por morte celular programada, formando o óstio ou forame segundo que garante um fluxo contínuo de sangue oxigenado do átrio direito para o esquerdo proveniente do ducto venoso12. O septo segundo desenvolve-se mais lentamente, à direita do septo primeiro, migrando à medida que o óstio primeiro se fecha e gradativamente se superpondo ao óstio segundo. O septo segundo separa os átrios de modo incompleto e, conseqüentemente, forma-se o forame oval13.
Na vida intra-uterina, o forame oval permite que a maior parte do sangue oxigenado que entra no átrio direito proveniente da veia cava inferior e do ducto venoso passe para o átrio esquerdo. Além disso, impede a passagem do sangue na direção oposta, uma vez que o septo primeiro se fecha contra o septo segundo relativamente rígido. Após o nascimento, o forame oval normalmente se fecha, e o septo interatrial se torna uma parede completa entre os átrios12.
A análise celular do septo primeiro já demonstrou que, nos estágios iniciais do desenvolvimento, esta estrutura apresenta uma porção central muscular, em que os miócitos têm íntimo contato entre si14. Além dos miócitos, já foi descrita a presença de tecido mesenquimal no septo primeiro14-16 e, revestindo o septo primeiro, tem-se o endocárdio, composto de células alongadas e achatadas17.
Estudos ecocardiográficos com Doppler em cores têm possibilitado inúmeros avanços no campo da fisiologia cardiocirculatória fetal, e o conhecimento do mecanismo funcional do forame oval se constitui num dos mais importantes.
Em trabalhos prévios, nosso grupo estudou a mobilidade do septo primeiro, sua evolução durante a vida intra-uterina18, sua relação com a presença de extra-sístoles atriais19,20 e com a função diastólica do ventrículo esquerdo21. Para avaliar quantitativamente a excursão do septo primeiro a cada ciclo cardíaco, é medida a excursão máxima do septo primeiro em direção ao átrio esquerdo num corte de 4 câmaras. Foi criado um "’índice de excursão" do septo primeiro, que relaciona a excursão máxima do septo primeiro ao diâmetro atrial esquerdo20,21.
Constituiu-se no objetivo deste trabalho a descrição de observações morfológicas sobre o septo interatrial em fetos normais, especialmente o forame oval e o septo primeiro, de forma a comparar a excursão do septo primeiro com o diâmetro do forame oval.
Para a avaliação anatômica foram realizadas as medidas da excursão máxima do septo primeiro em direção ao átrio esquerdo e do diâmetro do forame oval dos corações de dez fetos humanos formolizados do acervo do Laboratório de Anatomia do Feto e do Recém-nascido do Departamento de Morfologia - Centro de Ciências da Saúde da Universidade com idades gestacionais aproximadas entre 28 e 36 semanas.
A dissecção anatômica foi efetuada de acordo com a técnica convencional, com a retirada dos pulmões e do coração em monobloco. Subseqüentemente, procedeu-se à ressecção dos pulmões ao nível dos hilos e à secção do coração transversalmente ao septo interventricular no sentido do ápice para a base, visualizando-se as cavidades ventriculares com a abertura da parede dos átrios, expondo o septo primeiro, o septo segundo e o forame oval. A medida da excursão máxima do septo primeiro e do diâmetro do forame oval foi realizada sob a visão de um colposcópio com 13 aumentos utilizando-se um instrumento de medida adaptado (compasso com duas extremidades metálicas pontiagudas).
A excursão do septo primeiro foi medida apoiando-se uma das extremidades do instrumento de medida no septo segundo e a outra extremidade do instrumento no meio da borda livre do septo primeiro, o qual foi afastado em direção ao átrio esquerdo até a sua excursão máxima, sem deformação da arquitetura estrutural vizinha.
A medida do diâmetro do forame oval foi efetuada em um ângulo de 90° em relação à medida da excursão do septo primeiro, correspondendo a uma linha entre as implantações do septo primeiro.
Os cortes histológicos foram feitos ao nível do forame oval, no septo primeiro, no septo segundo e nos átrios direito e esquerdo. As lâminas foram coradas pelo método da hematoxilina-eosina e pela técnica de Goldner, em verde claro, para o tecido subendocárdico e subepicárdico.
Os resultados obtidos na medição das estruturas anatômicas observadas nos corações fetais formolizados são observados na
Histologicamente, a observação do septo primeiro e do septo segundo desde a base até o ápice (corte longitudinal) permitiu a identificação de fibras musculares cardíacas em ambos, deduzindo-se que tem contratilidade. Foi possível, ainda, a visualização de vasos sangüíneos responsáveis pela nutrição nesses locais e a presença de nervos e neurônios intramurais do sistema neurovegetativo. Os cortes macro e microscópicos e suas descrições são observados nas
O septo primeiro funciona como uma válvula para o fechamento do forame oval quando ocorre a contração atrial durante a vida fetal. Durante a diástole, o septo primeiro protrui para dentro do átrio esquerdo, permitindo o máximo de abertura e de fluxo da direita para a esquerda22,23.
O comportamento ecocardiográfico do septo primeiro durante a vida fetal já foi avaliado por estudos prévios de nosso grupo. A relação da mobilidade do septo primeiro com a presença de extra-sístoles atriais foi avaliada em um estudo comparando um grupo de fetos com extra-sístoles atriais e um grupo de fetos controles normais. Através do índice de redundância (IR), parâmetro que é obtido pela razão entre a máxima excursão do septo primeiro e o máximo diâmetro atrial esquerdo na projeção de quatro câmaras no ecocardiograma fetal, pode-se observar que, em fetos apresentando extra-sístoles atriais durante a vida intra-uterina, o septo primeiro apresenta-se mais redundante16.
A mobilidade do septo primeiro também já foi observada como parâmetro de função diastólica esquerda. Considerando-se que a mobilidade do septo primeiro pode refletir modificações relacionadas com a pressão atrial esquerda, alterações no relaxamento e/ou na complacência do ventrículo esquerdo podem alterar o comportamento daquela estrutura. Usando-se grupos de fetos de mães diabéticas com hipertrofia miocárdica septal como modelo de redução da complacência e do relaxamento ventricular esquerdo, pode-se observar que nesta situação a excursão do septo primeiro está reduzida. A hipertrofia deve instalar-se, também, no septo primeiro. Dessa forma, quanto maior a hipertrofia miocárdica do septo interventricular, mais restrição ao enchimento ventricular esquerdo e menor a excursão do septo primeiro para o interior do átrio esquerdo durante o ciclo cardíaco20,21. Nesse mesmo estudo, foi sugerido que a excursão do septo primeiro possa ser utilizada como índice de função diastólica ventricular mais adequado que os classicamente aceitos, uma vez que apresenta uma relação inversa mais estreita com a hipertrofia do septo interventricular do que os fluxos valvares atrioventriculares.
Em estudo previamente realizado, também se observou que a excursão máxima do septo primeiro está aumentada durante a respiração fetal, tendo sido este achado relacionado com um aumento da distensibilidade ventricular esquerda em virtude dos movimentos respiratórios24.
A hipótese mais recentemente levantada por nosso grupo tenta explorar a idéia de que a composição morfológica do septo primeiro exerceria influência direta sobre o seu comportamento ecocardiográfico, mais precisamente sobre a sua mobilidade, refletindo no seu índice de excursão.
Cada etapa na formação do septo primeiro está diretamente relacionada com o seu papel na circulação cardíaca fetal. Sua estruturação histológica exerce influência direta sobre o seu comportamento frente ao fluxo sangüíneo que atravessa o forame oval25,26.
Dessa forma, pode-se sugerir que o septo primeiro apresenta caráter ativo, comportamento este que deve influenciar o fluxo sangüíneo através do forame oval. Além disso, a própria mobilidade do septo primeiro e sua excursão para o interior do átrio esquerdo comportam-se não somente sob a influência da pressão atrial esquerda, mas também de acordo com a contração das fibras musculares que o constituem.
Sérgio Oliveira Silveira, Técnico de laboratório, Departamento de Morfologia, CCS, UFSM.
Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.
Luiz Henrique Nicoloso Av. Princesa Isabel, 370 90620-001 – Porto Alegre, RS E-mail:
Artigo recebido em 18/06/06; revisado recebido em 18/10/06; aceito em 10/11/06.
OBJECTIVE: To describe morphological features of the interatrial septum in normal fetuses, especially foramen ovale (FO) and septum primum (SP), in order to compare septum primum excursion with foramen ovale diameter. METHODS: Septum primum excursion (SPE) toward the left atrium (LA) and foramen ovale diameter (FOD) were measured in the hearts of ten formaldehyde-fixed human fetuses ranging from 28 to 36 weeks of gestation. Histological sections were obtained from the foramen ovale (FO), septum primum (SP), septum secundum (SS), left atrium (LA), and right atrium (RA). RESULTS: FOD and SPE measurements were the following: FOD 3.1-3.5 mm and SPE 2.8-3.1 mm in three fetuses with presumed gestational age (GA) of 28 weeks; FOD 3.3-3.5 mm, and SP excursion 4.0-5.0 mm in four fetuses with presumed GA of 34 weeks, plus FOD 3.3-4.5 mm and SPE 6.0-9.0 in three fetuses with presumed GA of 36 weeks. Cardiac muscular fibers were identified in both the septum primum and secundum. CONCLUSION: Based on its muscular components, it may be suggested that SP is active in character, influencing blood flow through the FO, SP mobility, and its excursion into the LA.
Fetal Cardiology Unit of the Cardiology Institute of Rio Grande do Sul, and the Morphology Department of the Health Sciences Center of the Federal University of Santa Maria – Porto Alegre, RS, Brazil
Embryonic development of the human heart depends on cell-cell interaction, particularly myocardial and mesenchymal cells1-6. This interaction accounts for the differentiation and morphogenesis of specific areas in the heart, among them cardiac septa7-10. The endocardial cushion, a clustering of endocardial and mesenchymal cells, plays a direct role in cardiac septa and atrioventricular valve formation7,11.
Partitioning of the primitive atrium begins at the end of the fourth gestational week through formation, modification, and subsequent fusion of the septum primum and septum secundum12. The primitive atrium division process is complex not only because the septus primum fuses with endocardial cushions, but also because permanent communication must exist to allow blood flow from the right to the left atrium12,13. The septum primum edge is attached to endocardial cushions, delimiting an interatrial communication called ostium or foramen primum, which disappears after fusion of the septum primum to the endocardial cushions12,13.
Before the ostium primum disappears, numerous perforations caused by programmed cell death develop at the center of septum primum, forming the ostium or foramen secundum, which serves as a shunt for oxygenated blood from the ductus venosus to pass from the right to the left atrium12. The septum secundum develops more slowly, to the right of the septum primum, migrating as the ostium primum closes and gradually overlapping the ostium secundum. Septum secundum separates the atria incompletely, thereby forming the foramen ovale13.
During intrauterine life, the foramen ovale allows most oxygenated blood entering the right atrium from the inferior vena cava and ductus venosus to pass into the left atrium. It also prevents blood from flowing in the opposite direction, because the septum primum closes against a relatively rigid septum secundum. After birth, the foramen ovale usually closes, and the interatrial septum completely separates atrial chambers12.
Cell analysis has demonstrated that, during the first developmental stages, septum primum has a muscular central portion in which myocytes are in close contact14. In addition to myocytes, there is also the aforementioned presence of mesenchymal tissue in the septum primum14-16. The septum primum is covered by the endocardium, which is made up of elongated and flattened cells17.
Color Doppler echocardiography has led to major advances in the field of fetal heart and circulatory physiology; therefore, understanding the functional mechanism of foramen ovale is of prime importance.
In earlier studies, our team analyzed septum primum mobility, its development during intrauterine life18, and its relationship with the presence of atrial extrasystoles19,20 and left ventricular diastolic function21. To evaluate septum primum excursion quantitatively at every cardiac cycle, its maximal excursion toward the left atrium is measured in a four-chamber view. An "excursion index" of septum primum was created to correlate its maximal excursion to left atrial diameter20,21.
This study aimed at describing morphological features of the interatrial septum in normal fetuses, especially foramen ovale and septum primum, to compare septum primum excursion with foramen ovale diameter.
For anatomical evaluation, both septum primum maximal excursion toward the left atrium and foramen ovale diameter were measured in the hearts of ten formaldehyde-preserved human fetuses (gestational ages between 28 and 36 weeks) from the
Anatomical dissection was performed according to standard technique, with
Septum primum excursion was measured by fixing one of the ends of the measurement device in the septum secundum and the other in the middle of the free edge of the septum primum, which was pushed toward the left atrium as far as its maximal excursion, without deforming neighboring structures.
Foramen ovale diameter was measured at a 90° angle in relation to the septum primum excursion measurement, corresponding to a line between septum primum implantation sites.
Histological sections were obtained from the foramen ovale, septum primum, septum secundum, left atrium, and right atrium. Subendocardial and subepicardial tissue slides were stained using the hematoxylin-eosin method and Goldner’s technique, in light green solution.
The anatomical measurements of the formaldehyde-preserved fetal hearts are presented in
Histological examination of septum primum and septum secundum from the base to the apex (longitudinal section) allowed identification of cardiac muscular fibers in both structures and, hence, the presence of contractility. It also enabled visualization of blood vessels supplying these sites, in addition to intramural nerves and neurons of the neurovegetative system.
During fetal life, septum primum acts as a valve that closes the foramen ovale when atrial contractions occur. During diastole, septum primum bulges into the left atrium, allowing maximal opening and right-to-left flow22,23.
In previous studies, our team evaluated septum primum echocardiographic behavior during fetal life. The relationship between septum primum mobility and the presence of atrial extrasystoles was assessed in a study comparing a group of fetuses with atrial extrasystoles and a control group of normal fetuses. The redundancy index (RI), defined as the ratio between septum primum maximal excursion and left atrial maximal diameter on fetal echocardiogram (four-chamber view), showed that septum primum is more redundant in fetuses with atrial extrasystoles during intrauterine life16.
Septum primum mobility has proved to be an indicator of left diastolic function. Taking into account that septum primum mobility may reflect changes related to left atrial pressure, alterations in left ventricular relaxation and/or compliance may affect the behavior of the former. With the use of groups of fetuses of diabetic mothers with septal myocardial hypertrophy as a model for decreased left ventricular compliance and relaxation it was noted that, in this situation, septum primum excursion is reduced. Septum primum may also develop hypertrophy. Therefore, the greater the myocardial hypertrophy in the interventricular septum, the more restricted the left ventricular filling and the shorter the septum primum excursion into the left atrium during the cardiac cycle20,21. In this same study, it has been suggested that septum primum excursion may be a more suitable index for ventricular diastolic function than those traditionally accepted, since it shows an inverse relationship with interventricular septal hypertrophy and is easier to perform than the atrioventricular valve flow analysis.
In an earlier study, it was also found that septum primum maximal excursion is increased during fetal breathing, a finding that was related to an increase in left ventricular distensibility due to respiratory movements24.
The most recent hypothesis raised by our team attempts to explore the notion that the morphological composition of septum primum would directly influence its echocardiographic behavior, most notably its mobility, thereby reflecting its excursion index.
Each stage during septum primum formation is directly related to its role in fetal heart circulation. Its histological structure directly affects its behavior on blood flow that cross the foramen ovale25,26.
Thus, it may be suggested that septum primum is active in character, and this behavior may influence the blood flow through the foramen ovale. Moreover, septum primum mobility itself, as well as its excursion into the left atrium, depends not only on left atrial pressure, but also on its muscle fibers.
We would like to thank Sérgio Oliveira Silveira, laboratory technician, Department of Morphology, CCS, UFSM.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
Luiz Henrique Nicoloso Av. Princesa Isabel, 370 90620-001 – Porto Alegre, RS - Brazil E-mail:
Manuscript received June 18, 2006; revised manuscript received October 18, 2006; accepted November 10, 2006.