3 SEMANA DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO

Prévia do material em texto

3ª SEMANA DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO
Gastrulação
No fim da 2ª semana, havia o disco bilaminar e no final do 7º dia surgiu a linha primitiva (uma invaginação que forma um
sulco de células do hepiblasto).
O que é gastrulação?
Gastrulação é um conjunto de movimentos celulares que levarão a formação das
camadas germinativas: ectoderma, mesoderma e endoderma
A gastrulação começa com a formação da linha primitiva, que é induzida pelos
tecidos extraembrionários.
A partir do momento em que estes folhetos se formam, é estabelecida a
orientação axial do embrião, ou seja, o eixo de sustentação do embrião se forma
Disco Tridérmico
ECTODERMA: Origina epiderme e anexos, SNC, SNP, epitélios sensoriais
do olho, orelha e nariz, glândulas mamárias, hipófise, esmalte dentário,
medular da supra renal, meninges, etc.
MESODERMA: Origina tecido conjuntivo, cartilagem, osso, músculos
estriado e liso, coração, endotélios, rins, ovários, testículos, ductos
genitais, serosas, baço, cortical da supra renal.
ENDODERMA: Origina epitélio gastrointestinal e respiratório, parênquima das tonsilas, tireoide e paratireoide, timo,
fígado, pâncreas, epitélio da bexiga e da maior parte da uretra, revestimento timpânico e da tuba auditiva.
Depois que a linha primitiva se forma, o sulco
começa uma série de migrações celulares para
todos os sentidos. A linha passa a liberar o Fator de
Crescimento Fibroblástico 8 (FGF8 na imagem). Na
ponta da linha primita, há um aumento do volume dessas células que forma o Nó de Hensen/ Nó Primitivo.
OBS: A linha pontilhada representa o corte que será demonstrado na próxima imagem
Endoderma Embrionário
Pode-se perceber que o epiblasto, a partir do FGF8,
começa a enviar algumas células que passam a
substituir as células do hipoblasto. Gradualmente
mas rapidamente, o hipoblasto é substituído por
células diferenciadas do epiblasto, que agora
formarão o Endoderma Embrionário.
Esse movimento se segue e formarão várias
estruturas simultaneamente:
1. Proliferação das células do epiblasto que
avançam para a linha primitiva produzindo
hormônios como epinefrina (adrenalina),
norepinefrina (noradrenalina) e serotonina.
2. Na invaginação elas se fusionam e migram para os
lados
3. Dirigem-se para a região cefálica
4. Algumas células epiblásticas ingressam no nível do nó de
Hensen
5. Na invaginação da fosseta primitiva formam o processo
notocordal, que cresce em direção cefálica
Mesoderma Intraembrionário
As células epiblásticas mudam de forma no momento da invaginação
(garrafa), perdem as moléculas de adesão e adquirem características
de células mesenquimais (estreladas ou com vários prolongamentos)
formando o Mesoderma Intraembrionário.
A partir do momento em que essas células se formam: O FGF8 controla
o movimento celular por infrarregulação da caderina E. Logo começa a
produção de ácido hialurônico, que irá permitir a fixação da água,
mantendo as células
separadas e em movimento. O ácido hialurônico forma uma camada de solvatação
que permitirá que as células permaneçam distantes umas das outras. Assim,
aumenta a difusão de nutrientes entre as células. Portanto, a partir do 16º dia,
há a formação do Disco Tridérmico. EB: Epiblasto.
O Nodal está envolvido na iniciação, manutenção da linha primitiva e supra regula vários genes responsáveis pela formação
dos mesodermas ventral (anterior) e dorsal (posterior) e das estruturas da cabeça e da cauda, OU SEJA, DOS EIXOS DO
CORPO.
Eixos do Corpo
Formação começa antes e durante a gastrulação. A formação do eixo é complexa.
Eixo Cefalocaudal: Eixo Dorsoventral:
Os fatores de transcrição:
● Fator Sonic hedgehog (SHH) ▪ Fator Sonic hedgehog (SHH)
● LIM1 ▪ Fator de crescimento fibroblástico 8 (FGF-8)
● HESX1 ▪ Lefty-1
● Fator Segregado Cerberus ▪ Lefty-2
● Família do TGF-β (fator Nodal, ativina, BMP-4)
● Fator de crescimento fibroblástico
OS GENES antagonizam a atividade da BMP4:
▪ Cordina (ativado pelo fator de transcrição Goosecoid)
▪ Noguina
▪ Folistatina
O eixo anteroposterior é controlado pelas células da margem anterior
(cranial) do embrião no endoderma visceral anterior (EVA) pela
interação dos fatores de transcrição de diferentes genes expressados no
EVA.
Ao lado, há a imagem de um corte sagital através do nó de Hensen e da
linha primitiva, mostrando o padrão de expressão dos genes que regulam
os eixos cefalocaudal e dorsoventral.
Sirenomelia ou disgenesia caudal: Os indivíduos afetados exibem uma gama variável de defeitos: Hipoplasia e fusão dos
membros inferiores; Anormalidades vertebrais; Agenesia
renal; Ânus imperfurado; Anormalidades dos órgãos
genitais; Nos humanos pode estar associado a diabete
materna e outras causas. (Imagem 1). Gêmeos unidos pela
superexpressão do gene Goosecoid (ativa os inibidores da
BMP4, contribuindo para o desenvolvimento da cabeça em
animais em laboratório). (Imagem2)
Eixo cefalocaudal ou Anteroposterior
ESTIMULADORES AÇÃO
OTX2
LIM1
HESX1
Fator segregado cerberus e lefty
Inibem a atividade Nodal na extremidade cranial antes da
gastrulação
Expressão de fator Nodal membro da família do fator de
transformação do crescimento β (TGF-β)
Iniciam e mantém a atividade celular da linha primitiva,
controlando sua posição correta no disco embrionário
Ativina (família do TGF-β) Estímulo da linha primitiva
Proteína morfogenética óssea-4 (BMP-4)
(família do TGF-β)
fator de crescimento de fibroblástico (FGF)
Estimulam o mesoderma a formar estruturas derivadas de
suas porções intermediárias (gononefrótomo ou mesoderma
intermediário - região das gônadas e rins); do sangue e da
parede do corpo (mesoderma da placa lateral)
Cordina (regulada pelo fator de transcrição Goosecoid)
Noguina
Folistatina
Bloqueiam a ação da BMP-4
Expressão do Nodal para os lados do corpo
FGF-8 produzido pelo Nó e linha primitiva induz a expressão de Nodal, apenas no lado esquerdo. Ainda não se sabe o
porquê da cascata de reações iniciar pelo lado esquerdo, talvez o movimento ciliar das células do Nó possam gerar um
gradiente de NODAL para a esquerda ou um gradiente de sinalização feito pelas GAP junctions
1. HNF-3β (fator nuclear hepático): Mantém ativo o Nó de Hensen, sem ele a gastrulação não
ocorre, Também induz a formação do prosencéfalo e mesencéfalo.
2. FGF8 Estimula o Nodal que se junta ao LEFTY-2 e fazem a indução da placa neural no
mesoderma da placa lateral e regulam a expressão do PITX2, que define o lado esquerdo.
3. Estes sinais dependem da concentração de serotonina (5HT) que é clivada pela MAO
(monoamina oxidase)
4. LEFTY-1 É expresso no lado esquerdo do assoalho do tubo neural que faz barreira para que os
sinais da esquerda não atravessem para a direita
5. SHH Faz barreira na linha média e reprime a expressão no lado direito dos genes do lado
esquerdo.
6. Fator de transcrição Snail , talvez regule os genes efetores pelo estabelecimento do lado direito
Eixo dorsoventral (assimetria direita-esquerda)
ESTIMULADORES AÇÃO
Expressão do fator de crescimento de
fibroblástico 8 (FGF-8)
Induz a produção de Nodal, só do lado esquerdo
Mantém a expressão de Nodal no mesoderma
da placa lateral esquerda, junto com o Lefty-2
Expressão do FGF-8 + Lefty-2 Regulam o fator de transcrição PITX2, que
estabelece a lateralidade esquerda
Expressão do Lefty-1 e Sonic hedgehog (SHH) Serve como barreira, impede que sinais de
lateralidade esquerda passem para o outro lado
Expressão do fator Sonic hedgehog (SHH) Reprime a expressão dos genes do lado esquerdo no lado
DIREITO
Expressão do gene Brachyury (T) Regula a formação do mesoderma dorsal nas
regiões média e caudal. É essencial para a expressão de
Nodal, Lefty-1 e Lefty-2
Bloqueio da ação do SHH União dos receptores IIa com a ativinaExpressão do fator de transcrição NKX 3.2 Restringe o mesoderma DIREITO, e regula os genes
efetores responsáveis pelo lado DIREITO
Destino das células:
À medida que o mesoderma se forma logo abaixo do
ectoderma, as células do nó de Hensen e da Linha Primitiva
tornam-se responsáveis por determinadas zonas do embrião
para formar os diferentes componentes do mesoderma.
➢ Cél região cefálica do nó → Notocorda
➢ Cél bordas laterais do nó e da extremidade cefálica
da linha → Mesoderma Paraxial
➢ Cél região média da linha → Mesoderma Intermediário
➢ Cél parte caudal da linha → Mesoderma da Placa Lateral
➢ Cél extremo caudal da linha → Mesoderma Extraembrionário
Alongamento do disco embrionário na 3ª semana
O disco embrionário cresce e ao fim da 3ªsemana, ele deixa de ser um disco. No 15º dia há o início
da linha primitiva e à medida em que ele cresce, sua forma muda (17º dia) com a linha primitiva
crescendo em direção cefálica (pois há adição células na extremidade caudal, que empurram a linha
para frente).
As células do nó de Hensen, então, formam o processo notocordal (se alonga pela migração de
células do nó primitivo) e simultaneamente a isso, no ectoderma, inicia a formação da placa
neural.
Pelo 18º dia, O processo notocordal e o mesoderma adjacente induzem o ectoderma
embrionário sobrejacente a formar a placa neural. Quando o processo notocordal se alonga, a
linha primitiva fica mais curta.
No fim da 3ª semana (21º dia), a forma do
embrião já mudou completamente, tornando-se
piriforme.
Destino da linha primitiva
1. Formar o mesoderma
2. É ativa até o início da 4ª semana
3. Depois da 4ª semana a linha primitiva regride e torna- se uma estrutura
insignificante na região sacrococcígea do embrião, até desaparecer no final da 4ª
semana
Teratoma sacrococcígeo: Geralmente são benignos, são formados pelos restos da linha primitiva
(pluripotentes), 80% são em meninas.
Processo Notocordal
Algumas células mesenquimais migram através da linha primitiva e, como consequência, adquirem os destinos de célula
mesodérmica embrionária. Essas células então migram cefalicamente do nó e da fosseta primitiva, formando um cordão
celular mediano, o processo notocordal. Esse processo logo adquire um lúmen, quando passa a se chamar de canal
notocordal. Esse processo adquire uma luz - canal notocordal
- e cresce até alcançar a placa precordal, área de células
endodérmicas firmemente aderidas a ectoderma. O processo
notocordal cresce entre o ectoderma e o endoderma até
alcançar a placa pré-cordal, uma pequena área circular de
células endodérmicas de aspecto cilíndrico, através das quais
o ectoderma e o endoderma se fundem. Estas camadas
fundidas formam a membrana bucofaríngea (boca).
Caudalmente a linha primitiva há uma área circular também
com disco bilaminar, a membrana cloacal (ânus). A porção
ventral do processo notocordal se funde com o endoderma. As
2 camadas começam a desagregar, formando canais de
comunicação entre o canal notocordal e o saco vitelino. O assoalho do
conduto notocordal desaparece. A cavidade amniótica comunica-se
transitoriamente com o saco vitelino, por meio do canal neuroentérico,
que se fecha no final do desenvolvimento da notocorda. O processo
notocordal agora é uma lâmina achatada, em baixo do neuroectoderma (sulco neural). O processo notocordal se dobra até
se fechar e formar a notocorda. O endoderma se reconstitui.
Os sinais enviados da região da linha primitiva produzem indução celular, de modo que as células precursoras notocordais
passam a formar a notocorda, uma estrutura celular semelhante a um bastão. A notocorda surge pela transformação do
bastão celular do processo notocordal. O assoalho do processo notocordal funde-se com o endoderma e degeneram. Ocorre
então a proliferação de células notocordais a partir da extremidade cefálica, a placa notocordal se dobra e forma a
notocorda.
Notocorda:
É um tubo celular com um canal interno que se forma a partir do processo notocordal, por estímulos de sinais indutores na
linha primitiva.
Define o eixo primitivo do embrião, dando uma certa rigidez.
Serve de base para o desenvolvimento do esqueleto axial (ossos da cabeça
e da coluna vertebral)
Indica o local dos futuros corpos vertebrais
A notocorda é a estrutura básica dos vertebrados, lhes conferindo o nome de Cordados (Chordata).
A notocorda emite sinais que:
➔ Estimulam a transformação do ectoderma superficial em tecido neural
➔ Controlam a identidade de células do tubo neural
➔ Induzem a formação dos corpos vertebrais
➔ Estimulam os primeiros eventos do desenvolvimento do pâncreas
Alantoide:
É uma evaginação tubular do saco vitelino na região caudal em direção ao
pedículo embrionário, formado pelo endoderma extra-embrionário. Nos embriões
humanos o alantoide é pouco desenvolvido, parece que induz a formação dos
vasos do cordão umbilical. Em embriões de répteis e aves é uma estrutura
grande, em forma de saco, tem função respiratória e de reservatório de urina.
Neurulação
É a formação da placa neural, pregas neurais, fechamento das pregas para
formação do tubo neural. A placa neural se forma a partir do ectoderma, que
fica mais espesso. Simultaneamente, a placa neural se estende cranialmente
em relação ao nó de Hensen.
A notocorda induz a formação da placa neural. Enquanto a notocorda se
alonga, a placa neural só irá se espessar cefalicamente até a membrana
bucofaríngea enquanto o ectoderma estiver protegido da exposição à BMP,
para se diferenciar em tecido neural.
O nó primitivo libera noggin, chordin e follistatin que inibem a BMP, formando o prosencéfalo e o mesencéfalo. As
estruturas caudais (rombencéfalo e medula espinhal) dependem do gene WNT3a e da
proteína FGF. O ácido retinoico auxilia na organização do eixo craniocaudal.
As pregas neurais se tornam
proeminentes na extremidade
cefálica e formam os primeiros
sinais do desenvolvimento do
encéfalo.
No final da 3ª semana as
pregas neurais se aproximam
para formar o tubo neural, a
fusão inicia na região cervical,
acima do quinto somito. Passa a apresentar 3 pares de somitos e o celma já está praticamente formado.
Formação da Crista Neural:
Algumas células neuroectodérmicas se desprendem do tubo neural e do ectoderma de superfície e formam a crista neural.
As células da crista neural sofrem uma transição epiteliomesenquimal, quando deixam o neuroectoderma e penetram no
mesoderma.
As células do tubo neural formarão quase todos os elementos
do Sistema Nervoso Central (com algumas excessões da
neuróglia).
Crista Neural:
As cristas neurais se dispersam no interior do
mesênquima e migram em 2 direções (ventral e dorsal).
1. Via Ventral pela metade anterior de cada somito:
● Gânglios espinhais (Neurônios, células de
Schwann e Células satélites)
● Gânglios do SNA (nervoso autônomo)
● Bainhas de neurilema dos nervos periféricos
● Meninges (pia-máter e aracnoide = leptomeninges)
● Células da medula da suprarenal
● Vários componentes musculares e esqueléticos da cabeça
2. Via dorsal através da derme: Chegam ao ectoderma por orifícios na lâmina basal dando origem aos melanócitos na pele e
do folículo piloso (pelos)
Na região da cabeça as células das cristas neurais irão formar
estruturas da face e do pescoço.
Já vimos que placa neural dá origem ao sulco neural e que bordas
elevadas do sulco, formam as pregas neurais.
Simultaneamente em direção cefálica, elevações produzidas pelo
mesoderma subjacente, dos dois lados da linha média, formam o
primeiro par de somitos.
Somitos
No início da terceira semana começa a formação dos somitômeros (precursores dos somitos) que são segmentos pares do
mesoderma paraxial, formados por cordões espirais concêntricos de células mesenquimais, densamente agrupadas.
Essa diferenciação celular começa a partir da
região cefálica e em direção caudal, diferente
do tubo neural e da notocorda.
Na 3ª semana, chega-se a 44/45 pares de
somitos, passa pela 4ª e termina na 5ª
semana, quando termina a formação dos
somitos.
À medida que eles descem em direção caudal,
a Linha Primitiva e o Nó deHensen regridem.
Somitos são segmentos pareados, compostos por esferas de células mesenquimais com características epiteliais e que
estabelecem contatos intercelulares, dispostas ao longo do tubo neural e notocorda, a partir do mesoderma paraxial.
Elas precisam dessa comunicação e dos estímulos porque formarão as vértebras, músculos das costas e da parede do
corpo, e a derme.
Para isso, o mesoderma intraembrionário prolifera, formando duas colunas longitudinais denominadas mesoderma
paraxial.(Fig. 1)
O mesoderma paraxial se segmenta em blocos ou massas que são os somitos. Os somitos estão conectados com o
mesoderma lateral de aspecto laminar. O mesoderma lateral apresenta cavidades que formarão o celoma
intraembrionário.O mesoderma embrionário é continuo com o mesoderma extraembrionário. (Fig. 2)
Nesse período a idade do embrião é expressa pelo número de somitos.
Os somitos estão conectados com o mesoderma lateral através do
mesoderma intermediário ou gononefrótomo. Eles continuam sua formação
até substituir o último par de somitômeros caudais.
Regulação Molecular dos Somitos:
Os estímulos originam dos vizinhos: notocorda (ventral), tubo neural (dorsal),
epiderme e mesoderma lateral.
Há a liberação de Sonic hedgehog (pela porção ventral do tubo neural) e noggin
(notocorda). Eles agem na parte ventral do somito para formar o esclerótomo que
irão expressar o PAX1 PAX1 controla a condrogênese e a formação das vértebras.
● A proteína WNT (Wingless) produzida pelo tubo neural dorsal ativa o PAX3,
que demarca o dermomiótono do somito
● A neurotrofina 3 (NT-3) da porção dorsal do tubo neural direciona a parte
dorsal média do somito para formar a derme
● A WNT dirige a parte dorsomedial do somito a diferenciar-se em células
precursoras musculares e a expressar o gene específico dos músculos
MYF5,para formar os músculos epaxiais (das costas)
● O conjunto das ações da proteína BMP-4 (inibindo) liberada pelo mesoderma lateral + a proteína WNT (ativando)
liberada pela epiderme, as duas juntas irão ativar a expressão de MYOD (gene específico dos músculos) dorsolateral
do somito formando os músculos hipaxiais (parede do corpo e membros)
Celoma Intraembrionário
O celoma (cavidade) intra-embrionário como espaços celômicos isolados no mesoderma
lateral e no mesoderma cardiogênico que se unem, formando uma cavidade em forma de
ferradura. Termina a formação do
celoma intraembrionário, que se
comunica com o celoma
extraembrionário. O celoma
intraembrionário é limitado por 2
folhetos do mesoderma lateral Da
separação do mesoderma lateral se
formam: somatopleura (parede do corpo embrião),
esplancnopleura (intestino do embrião).
Formação das Ilhotas Hemangiogênicas:
AKA formação do sangue. A vasculogênese e angiogênese começam no início da 3ª
semana no Mesoderma extraembrionário, no saco vitelino, no pedículo do embrião e no
córion. No final da 2ª sem o sangue materno já nutre o embrião, por difusão através do
celoma extraembrionário e do saco vitelino. Na 3ª sem. aparece o primórdio da
circulação uteroplacentária. No embrião a formação dos vasos começa 2 dias depois.
As Ilhotas sanguíneas são formadas por angioblastos que se diferenciam em hemangioblastos. A hematogênese começa na
5ª semana.
Vasculogênese
Formação de vasos a partir das células mesodérmicas das
Ilhotas sanguíneas a partir do saco vitelino. Os
hemangioblastos apresentam dois receptores para o VEGF:
Angiogênese: Continuação da formação dos vasos
sanguíneos a partir de vasos pré-existentes.
Hemangiomas capilares: São vasos sanguíneos capilares
que formam os tumores mais comuns dos recém nascidos
(10%). Podem ocorrer em qualquer lugar, mas são mais frequentes nas estruturas
craniofaciais.
Ilhotas Hemangiogênicas e Vasos Fora do Embrião:
A partir das ilhotas hemangiogênicas, temos a formação dos vasos
embrionários. Esses vasos começam a se formar no saco vitelino, vão
para o pedículo para formação do cordão umbilical e também chegam
até o cório, onde inicia-se a formação de vilosidades coriônicas para
formação da placenta.
Formação de vasos sanguíneos extraembrionários nas vilosidades
coriônicas, no cório, no pedículo embrionário e na parede da vesícula
vitelina em um embrião pré-somítico de aproximadamente 19 dias
(Fig. 1)
Anexos Embrionários aos 21 dias:
O sangue fetal nos capilares está separado do sangue materno
que banha a vilosidade pelo endotélio do mesoderma
extra-embrionário, pelo citotrofoblasto e pelo
sinciciotrofoblasto. Concepto: composto pelo embrião e seus
anexos ou membranas associadas. O concepto inclui todas as
estruturas embrionárias e extra-embrionárias que se
desenvolvem a partir do zigoto. Portanto, inclui o embrião e
também a parte embrionária da placenta e suas membranas
associadas — âmnio, saco coriônico e saco vitelino.
Sistema Cardiovascular Primitivo
A fusão dos tubos cardíacos formam o tubo cardíaco primitivo. No fim da 3ª semana o sangue circula e o coração começa a
bater (21- 22º dia), mesmo ainda não estando 100% formado. O sistema cardiovascular é o primeiro sistema de órgãos
que alcança um estado funcional Os batimentos cardíacos podem ser detectados por ultrassonografia, a partir da 5ª
semana.
Primórdio cardíaco e vasos arteriais e venosos do embrião
e anexos (Fig. 1)
Sistema cardiovascular primitivo aos 21 dias (Fig. 2)
Resumo da 3ª Semana
1. Aparecimento da linha primitiva
2. Formação da notocorda
3. Formação do tubo neural
4. Formação da crista neural
5. Formação dos somitos
6. Formação do celoma intraembrionário
7. Término da formação das vilosidades coriônicas
8. Formação de vasos sanguíneos e do sangue