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Faculdade de Medicina Veterinária Universidade Técnica de Lisboa Actualizada por Hugo Martins, 2008 1 EMBRIOLOGIA E BIOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO Ontogenia (Ontogénese) Estudo do conjunto de fenómenos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos que se dão no ser vivo desde a fertilização até à morte. Definição de Biologia do Desenvolvimento Estudo dos fenómenos morfológicos, genéticos, bioquímicos e moleculares inerentes ao desenvolvimento do ser vivo ao nível da célula, tecido e órgão. Não é só intraembrionário (onde ocorre a maioria do desenvolvimento), como por exemplo, o crescimento dos ossos (20 anos) e a maturação do encéfalo (2 anos). Definição de Embriologia “Embryo” – embrião “logos” – estudo Na realidade, é o estudo dos fenómenos morfológicos que ocorrem durante o desenvolvimento do ser vivo desde a fertilização até ao nascimento. Estadios do desenvolvimento Desenvolvimento pré-natal (Homem) o Período embrionário (fertilização – 8ª semana) Período embrionário precoce (fertilização – 3ª semana) – estabelecimento do sulco neural -> embrião simplificado Período de organogénese embrionária (3ª semana – 8ª semana) -> transição de embrião para feto o Período fetal (8ª semana – nascimento) Organogénese (esboço dos orgãos) Histogénese (maturação dos orgãos) Desenvolvimento pós-natal (há diferenças entre espécies) Apartir da 8º semana dá-se a transição de embrião para feto. Aborto precoce – embrião Aborto tardio – feto 2 Definições básicas Zigoto – célula resultante da união de um espermatozóide com um “óvulo” Segmentação ou clivagem – as primeiras divisões mitóticas do zigoto Blastómeros – células resultantes das divisões de segmentação Embrião – o novo ser nos primeiros estadios de desenvolvimento (o mais atrasado – embrioblasto) Feto – o novo ser a partir da 8ª semana (Homem) Concepto – o conjunto dos produtos da concepção, isto é, de todas as estruturas que se desenvolvem a partir do zigoto FERTILIZAÇÃO Gametogénese Meiose o 1ª divisão (reducional) Profase I Estadio leptóteno – cromossomas emparelham-se 2 a 2 (mais frouxo) Estadio zigóteno – forma-se a tétrada cromatídea; os cromossomas emparelham-se Estadio paquíteno – cromossomas encurtam e engrossam Estadio diplóteno (“crossing over”) Diacinese Metafase I Anafase I Telofase I Não há mais síntese de ADN o 2ª divisão (equacional) ~ a mitose Profase II Metafase II Anafase II Telofase II 2n e 4C de ADN -> 2 células com n cromossomas e 2C de ADN n cromossomas com 2 cromatídeos n cromossomas com 1 cromatídeo 3 Espermatogénese Espermatogónia Espermatócito de 1ª ordem MI Espermatócito de 2ª ordemMII 4 Espermatídeos Espermatozóides Oogénese Oogonia Oócito de 1ª ordem MI Oócito de 2ª ordem + Polócito I MII Óvulo maduro + Polócito II Células sexuais - gâmetas Masculino – espermatozóide Feminino – “óvulo” – nos Mamíferos, não tem existência individualizada Espermatozóide Morfologia do espermatozóide: 1. Cabeça (com núcleo – cromatina densa e haplóide -, acrossoma – lisossoma com enzimas hidrolíticos resultante do complexo de Golgi – e centríolo) 2. Zona intermédia (com mitocôndrias que fornecem energia ao flagelo) 3. Cauda Óvulo o Mamíferos – alecítico (sem existência individualizada) (sinónimos: isolecítico, oligolecítico, homolecítico) o Aves, Répteis e Peixes – telolecítico o Anfíbios (Batráquios) – heterolecítico o Insectos – centrolecíticos Oócito e estruturas circundantes após a ovulação o Oócito de 2ª ordem em metafase + 1º polócito o Espaço perivitelino o Envolvidos pela zona pelúcida (invólucro de glicoproteínas) o Envolvida pela corona radiata Local da fertilização: Ampola da trompa ovárica (de Falópio) 4 Capacitação dos espermatozóides Ocorre nas trompas uterinas Anterior à fertilização Deve-se às secreções das trompas uterinas Estas induzem alterações na membrana celular dos espermatozóides Tais alterações são necessárias para que os espermatozóides terem capacidade de fertilizar o oócito Penetração da: Corona radiata Movimentos de natação dos espermatozóides através dos espaços entre as células desta camada Papel da hialuronidase do acrossoma do espermatozóide Zona pelúcida: Constituintes da zona pelúcida – glicoproteínas ZP1, ZP2 e ZP3 Receptor da ZP3 na membrana celular do espermatozóide A ZP2 e a ZP3 formam um dímero, cujas fibras são unidas transversalmente pela ZP1. A membrana da cabeça do espermatozóide liga-se aos oligossacáridos da ZP3, desplotanto uma reacção cromossómica, onde se dá a expulsão do conteúdo enzimático do acromossoma, excepto a acrosina que permanece ligada ao acrossoma, escavando um túnel na zona pelúcida. Fusão das membranas celulares do espermatozóide e do oócito: -Ligação da fertilina (cabeça do espermatozóide) à integrina 61 (membrana celular do oócito), sendo que a membrana celular do espermatozóide será integrada na do oócito. Bloqueio da polispermia Após a entrada do espermatozóide é necessário que ocorra o bloqueio da polispermia pois impede que outros espermatozóides penetrem, porque os Mamíferos poliplóides (3n, 4n cromossomas) não são viáveis 5 Bloqueio rápido Ocorre assim que o espermatozóide entra; caracteriza-se por um bloqueio rápido pois é rápido tanto a aparecer como a desaparecer; consiste numa despolarização da membrana celular do oócito impedindo que qualquer espermatozóide que tenha atravessado a zona pelúcida se ligue à membrana. Bloqueio lento Acção das enzimas proteolíticas de grânulos corticais que são enviados para o espaço perivitelino, provocando a hidrólise das moléculas de ZP3, impedindo que mais espermatozóides se liguem à zona pelúcida. Depois da fusão da membrana e da penetração vai ocorrer um rearranjo da integrina 61, impedindo a fusão de outro espermatozóide. Activação metabólica do oócito Libertação de Ca2+ do citoplasma do óvulo (despolarização) Entrada de Na+ Saída de H+ subida do pH Descondensação do núcleo do espermatozóide As protaminas, que estão a cobrir os cromossomas dos espermatozóides e que fazem com que os cromossomas se enrolem uns sobre os outros através de pontes dissulfureto, são oxidadas ocorrendo assim um desenrolamento dos cromossomas. Forma-se assim o pró-núcleo masculino. Os cromossomas do óvulo também sofrem descondensação formação do pró-núcleo feminino. Desenvolvimento dos pronúcleos Antes da junção dos dois pró-núcleos há síntese de DNA, em que em vez de um cromatídeo ficam com dois. Posteriormente ocorre a fusão do dois pró-nucleos – cariogamia, afimixia ou singamia Em seguida os cromossomas dispõem-se em metafase ou anafase para dar entrada em mitose. Consequências da fertilização 1) Finalização da meiose II (óvulo + espermatozóide + polócito II) Nota: daí o óvulo dos mamíferos não ter existência individualizada 2) Restauração do número diplóide dos cromossomas 3) Determinação do sexo 4) Manutenção da variabilidade genética da espécie Alelo paterno e alelo materno “Crossing-over” ou decussação 5) Activação metabólica do zigoto iniciação da segmentação 6 Partenogénese em Mamíferos: inviável (formação de teratomas) Clonagem Clone – população de células derivadas de uma célula ancestral comum o Neoplasias (tumores) – célula progenitora divisões sucessivas instabilidade genética das novas células criação de subclones o Transdiferenciação: transformação de uma célula diferenciada noutra igualmente diferenciada. SEGMENTAÇÃO Panorama geral Zigoto blastocisto (formado por blastómeros) Tipos de segmentação Total ou holoblástica (ovos isolecíticos e heterolecíticos) blastocisto Parcial ou meroblástica (ovos telolecíticos) blastodisco ou blastoderme Segmentação Total Mitose de segmentação o O zigoto não cresce, celulariza-se o A relação núcleo / citoplasmavai aumentando progressivamente Nota: Semelhante à mitose somática mas com algumas diferenças. Zigoto Concepto rodeado pela zona pelúcida (2 células) Nota: A zona pelúcida rodeia o concepto até à fase de blastocisto 2 célulasMórula (16 células) Nota: Até ao estado de mórula o concepto tem sempre a mesma dimensão Nas primeiras três divisões o volume do núcleo das células-filhas torna-se metade do volume do núcleo da célula-mãe. A relação núcleo/citoplasma vai aumentando progressivamente; o citoplasma vai tornando-se escasso. 7 Evolução da segmentação 2 células Mórula (16 células) o Divisão assíncrona dos blastómeros Clivagem rotacional: 1ª divisão é Meridiana 2ª divisão é Meridiana num blastómero e Equatorial noutro Depois de se atingir o estádio de mórula, ocorre a formação do blastocisto, recorrendo-se à compactação e cavitação: Compactação dos Blastómeros superficiais através de zónulas de oclusão, “gap junctions” e produção de E-caderina (liga os blastómeros) Cavitação: após impermeabilização do blastocisto (compactação), ocorre a entrada de sódio extra-blastocitico através das bombas de sódio e potássio (ATPase), que arrastam água formando o blastocélio ou cavidade de segmentação Blastocisto o Após a primeira diferenciação celular é formado pelo: Trofoblasto Embrioblasto ou massa celular interna Diferenciação consoante a relação (contacto) com a zona pelúcida: Células mais externas - trofoblasto (dá origem a estruturas embrionárias) Células mais internas - embrioblasto (dá origem a estruturas embrionárias mais o embrião). 8 “Parental Imprinting” -Permitu descobrir que os genes presentes nos prónucleos paternos e maternos expressam diferentemente o desenvolvimento embrionário. Pronúcleo Paterno: Desenvolvimento da placenta (mola hidatiforme) Pronúcleo Materno: Desenvolvimento do embrião Inactivação do cromossoma X no sexo feminino (hipótese de Lyon) Sexo masculino – cromossomas sexuais XY Y – quase só tem genes determinantes testiculares X – alberga muitos genes relacionados com a fisiologia somática hemizigótico para o cromossoma X Sexo feminino – cromossomas sexuais XX Se os dois cromossomas estivessem activos, um gene somático situado no X feminino teria duas vezes mais expressão do que no sexo masculino Nota: A fisiologia somática dos sexos masculino e feminino é igual Conclusão: no sexo feminino, um dos cromossomas X está inactivo Este cromossoma condensa-se (heterocromatina) e forma a cromatina sexual ou corpúsculo de Barr – no granulócito neutrófilo, o “drumstick” XIC – “X – inactivation center” Xist – “X-inactive specific transcript” transcreve uma espécie de RNA que cobre o cromossoma X, inactivando-o. A inactivação dá-se a nível do embrioblasto, aquando a formação dos três folhetos, ocorrendo de forma aleatório num dos cromossomas X. No cromossoma X para além de encontrarmos genes determinantes ováricos também é possível observar genes que expressam características somáticas, o que não se verifica para o cromossoma Y, em que os genes presentes ligados a fisiologia somática são de tal modo irrelevantes (como por exemplo, o crescimento dos pêlos das orelhas) que se consideram apenas genes determinantes testiculares. A fisiologia sexual difere consoante o sexo do indivíduo, porém, a fisiologia somática é semelhante para ambos. Para tal acontecer, vai ter que haver um equilíbrio semelhante nos dois sexos a nível cromossómico. Para que no sexo feminino não ocorra maior intensidade na expressão de genes somáticos que no sexo masculino vai ter que ocorrer inactivação de um dos cromossomas X. Ao nível do zigoto feminino ambos os cromossomas X se encontram activos, a inactivaçao vai dar-se durante o desenvolvimento embrionário. Até ao estádio de mórula ambos os cromossomas X estão activos; quando se dá a formação do blastocélio (transição para o estádio de blastocisto) e se forma 9 uma camada de células central – embrioblasto - e outra periférica – trofoblasto (primeira diferenciação), no trofoblasto já se observa a inactivação de um X (geralmente o cromossoma X proveniente do progenitor masculino), enquanto que no embrioblasto ambos os dois cromossomas X funcionam; daqui para a frente, à medida que o embrioblasto se diferencia, a inactivação do cromossoma X já não é selectiva, é ao acaso. O mecanismo de inactivaçáo dá-se a partir de uma zona característica – XIC (X-inactivation center) no cromossoma X, na qual se encontra vários genes, entre os quais o gene – XIST (X-inactive specific transcript). Este gene sintetiza, transcreve RNA, apresentando-se como uma molécula muito longa que vai cobrir todo o cromossoma e impedir a manifestação de outros genes ficando, assim, o cromossoma X inactivo. O cromossoma X inactivo vai então formar heterocromatina (cromatina condensada) aparecendo como um grão volumoso na face interna do invólucro nuclear, que denominamos de cromatina sexual; fenómeno que em condições normais ocorre apenas em indivíduos do sexo feminino, porém, sujeito a algumas excepções em alguns casos patológicos. Aspectos da biologia do desenvolvimento da segmentação Estabelecimento de eixos do corpo: Eixo antero-posterior – Passa entre os dois blastómeros e no meio do polócito II Eixo dorso-ventral – No blastocisto; formação dos dois pólos Funções da zona pelúcida Desencadeia a reacção acrossómica Impede a polispermia Barreira imunológica entre a mãe e o concepto (não possui antigénios de histocompatibilidade (MHC), impedindo rejeições da parte da mãe) Nas primeiras divisões de segmentação, impede a desagregação dos blastómeros Impede a nidação prematura do concepto (trompas uterinas) – A zona pelúcida só desaparece no útero 10 Evolução posterior do blastocisto -Libertação do blastocisto da zona pelúcida No Cavalo: Zona pelúcida desintegra-se Nas outras espécies: enzimas furam a zona pelúcida e o blastocisto escapa por esse buraco Membrana de Rauber: Porção do trofoblasto que cobre o embrioblasto, acabando por regredir nos mamíferos domésticos. O embrioblasto que passa a estar em contacto com a cavidade uterina denomina-se escudo embrionário Segmentação nas Aves Ovo telolecítico (grande riqueza em vitelo) A casca é constituída por carbonato de cálcio e é porosa (para trocas gasosas) Aparelho genital da galinha: - Nasce com dois ovários – apenas persiste o esquerdo - É constituído por vários folículos ováricos envolvidos por uma membrana - Quando se dá a ovulação, o ovário primeiro vai para o infundíbulo (onde se dá a fusão com o espermatozóide), depois vai o magno (onde é acrescentada a clara do ovo – albúmen), depois vai para o istmo (onde são acrescentadas as membranas da casca; neste estádio temos uma gástrula) e depois vai para o útero, vagina e cloaca. Zona pelúcida Blastocisto 1 – Área pelúcida 2 – Área opaca 11 Resumo das figuras acima: A primeira divisão passa por um meridiano (corta a gema em duas metades iguais) Formam-se dois blastómeros mas a divisão ainda não é total. A segunda divisão é perpendicular à primeira e é também um meridiano Formam-se quatro blastómeros. A terceira divisão é perpendicular à primeira de cada um dos seus lados Formam-se oito blastómeros A certa altura passam a haver planos tangenciais e começam assim a aparecer blastómeros completamente individualizados. Dá-se a formação do blastocélio primário – Estádio de blastocisto - (ver melhor nas folhas acima acerca da compactação e da cavitação), da zona pelúcida, da zona opaca e da blastoderme. Na blastoderme algumas células vão para a face inferior da blastoderme (mais volumosas) por delaminação, enquanto outras, por convergência, vão para os pólos apicais da blastoderme. Por mitoses e separação da blastoderme vão formar o epiblasto e o hipoblasto. Deste modo o blastocélio primário foi “dividido” formando-se assimo blastocélio secundário e o arquêntero. 1 – Área pelúcida 4 – Blastocélio primário 6 – Área opaca 12 IMPLANTAÇÃO (NIDAÇÃO) Tipos de implantação Central – Concepto expande-se até atigir a mucosa uterina (Mamíferos domésticos) Nota: Estreita aposição entre o trofoblasto e o endométrio pode danificar o endométrio (Cavalo e Ruminantes) ou não (Carnívoros e Coelho) Excêntrica – Concepto implantado entre duas pregas da mucosa uterina que depois se fundem isolando o concepto (Roedores) Intersticial – Trofoblasto permite a penetração do blastocisto no endométrio (Primatas) Acontecimentos durante a implantação A implantação nos humanos ocorre ao 6º dia Primerio o concepto tem quer perder a zona pelúcida e sofrer uma expansão. A implantação dá-se ao nível do pólo embrionário Na altura da implantação o embrioblasto já se encontra diferenciado – 2 camadas: epiblasto e hipoblasto 1º Diferenciação Embrioblasto vs Trofoblasto Depois do epiblasto formar a cavidade amniótica, as células mais dorsais denominam-se de amnioblastos. Integrinas - As integrinas existentes no trofoblasto vão ligar-se à laminina e à fibronectina existentes nas células epiteliais da mucosa uterina. Começa assim a erosão da mucosa uterina. Diferenciação do trofoblasto o Citotrofoblasto (divide-se e forma…) o Sinciciotrofoblasto (sincício – célula multinucleada, proveniente da fusão de várias células uninucleadas – exemplo: osteoclasto do tecido ósseo) – normalmente não apresenta figuras de mitose Reacção decidual do endométrio - Células poliédricas do endométrio formam uma barreira entre a lâmina própria do útero e o concepto. 13 Leucócitos interleucina-2 - Este produto de secreção dos leucócitos impede a rejeição do concepto ao silenciar os próprios leucócitos. Barreiras imunológicas Alimentação do concepto de Mamífero Embriotrofo – conjunto dos princípios nutritivos absorvidos pelo concepto. Divide-se em: o Histiotrofo – proveniente das secreções das mucosas das trompas e do útero, componentes tecidulares provenientes da destruição parcial do endométrio o Hemotrofo – nutrientes veiculados pelo sangue materno Histiotrofo – desde a fertilização até à implantação (inclusive) Hemotrofo – desde o estabelecimento da circulação utero-placentária 14 EMBRIÃO DIDÉRMICO 8º dia (Homem) - Formação do Hipoblasto e Epiblasto, ambos rodeados pela cavidade blastocistica. - No interior do Epiblasto forma-se a cavidade amniótica Amniogénese Pregueamento – Trofoblasto forma duas pregas, as pregas amnióticas, que se unem no dorso do embrião, envolvendo-o, formando o âmnios (Mamíferos domésticos, Aves e Repteis) Nota: Nos mamíferos domésticos (espécies de implantação longa) é muito tardia (ocorre já depois da formação dos folhetos primários) O embrião fica em contacto com o lúmen uterino durante muito tempo. Cavitação – Formação da cavidade amniótica no interior do epiblasto (Insectívoros e Quirópteros) Cavitação e pregueamento – Formação de duas cavidades amnióticos, uma por pregueamento e outra por cavitação (âmnios secundário) (Primatas superiores) Nota: No Homem é muito precoce 9º dia O concepto já está quase implantado na mucosa uterina Disco embrionário didérmico Em relação ao 8º dia vai haver uma expansão do sinciciotrofoblasto em relação ao citotrofoblasto (trofoblasto em estádio lacunar) Células do hipoblasto vão recobrir internamente o citotrofoblasto Endoderme parietal/membrana exocelómica (saco vitelino primário) 15 12º dia Grande capilarização materna vai entrar em contacto com o sinciciotrofoblasto ao nível das lacunas Circulação útero-placentária O sinciciotrofoblasto está quase a rodear todo o citotrofoblasto Por delaminação vão-se formar células mesenquimatosas através do tecido epitelial da membrana exocelómica. As células mesenquimatosas vão dar origem à mesoderme extra-embrionária que se posiciona entre a membrana exocelómica e o citotrofoblasto. Quando a mesoderme extra-embrionária se condensa forma a somatopleura extra-embrionária (placa coriónica) e a esplancnopleura extra-embrionária, que estão separadas pelo celoma extra- embrionário 13º dia As lacunas fizeram com que aparecesse as vilosidades primárias – parte central: citotrofoblasto; parte periférica: sinciciotrofoblasto. Ainda se mantém como disco didérmico O saco vitelino primário vai sofrer vários estrangulamentos, originando o saco vitelino secundário ocorrendo simultaneamente a formação de quistos exocelómicos. A somatopleura forma um pedículo de ligação futuro cordão umbilical Grande cavidade celoma extra-embrionário A membrana bucofaríngica/orofaríngica vai indicar a zona onde se irá formar a cavidade bucal. 16 EMBRIÃO TRILAMINAR GASTRULAÇÃO Características Formação dos três folhetos embrionários Inicia-se com a formação da linha primitiva e nó primitivo (ou de Hensen) – na parte cranial O nó primitivo apresenta para o interior uma cavidade o poço primitivo ocorre ao 16º dia Movimentos celulares Invaginação Formação da endoderme Formação da mesoderme Ocorre ao 18º dia Primeiro ocorre um aumento da extremidade cranial A células do epiblasto vão convergir para a linha primitiva e para o nó primitivo para depois se invaginarem e formarem a endoderme e a mesoderme As primeiras células vão deslocar as células do hipoblasto, emprurrando-o para formar a endoderme. Seguidamente forma-se a mesoderme (células da mesoderme intra-embrionária) e por último a ectoderme. 17 Células do epiblasto (de aspecto epitelial), secretam E-caderina, e aproximam-se da linha primitiva, incorporando-a ao assumirem “forma de garrafa” (bottle cells) Posteriormente, outras células do epiblasto exprimem a protéina FGF8, que impele a cessação da expressão da E-caderina, transformando-se as células em células mesenquimatosas , que têm desta forma possibilidade de migrar. Esta migração é facilitada pelo ácido hialurónico que é secretado pelas células do epiblasto. No entanto o principal factor de migração das células da futura mesoderme é a fibronectina, que se encontra associada à lâmina basal subjacente ao epiblasto. Formação do notocórdio - Dá-se num sentido crânio-caudal A partir do nó primitivo forma-se a placa pré-cordal (localiza-se entre a memb. bucofaringea e o notocórdio) Depois esta origina um canal, o processo notocordal Seguidamente o processo notocordal funde-se com a endoderme formando a placa notocordal. Esta última volta-se a separar da endoderme e forma um cordão maciço, o notocórdio definitivo (subjacente ao tubo neural; base para o esqueleto axial) Resumindo: placa pré-cordal processo notocordal placa notocordal notocórdio definitivo. 18 Estruturas derivadas da ectoderme: Por indução do notocórdio as células da ectoderme sofrem um espessamento – placa neural (mais larga na parte cranial e mais estreita na parte caudal). As pregas neurais originam cristas neurais das quais derivam células muito importantes. Há também um sulco neural. Estabelecimento dos eixos corporais: - Durante e após o período de gastrulação Eixo antero-posterior (ainda antes da gastrulação) Endoderme visceral anterior (situa-se junto à membrana bucal) expressa genes essenciais para a formação da cabeça, segregando os factores: o OTX2 o LIM1 o HESX1 o Factor cerberus Eixo dorsoventral (depois de formada a linha primitiva pelo Nodal) o BMP–4 e FGF - ventralização da mesoderme o Organizador (nó primitivo) - cessa a actividade de ventralização da BMP-4. Promove também a: Dorsalização da mesoderme cranial: cordina, noggina e folistatina Dorsalização da mesoderme média e caudal: gene T (Braquiúria) Factor Nodal (nó primitivo) - formação e manutenção da linha primitiva HNF-3 - manutenção do nó primitivo; papel no desenvolvimento do prosencéfalo e mesencéfalo. 19Lado Esquerdo (depois de formada a linha primitiva) o FGF 8 o Células ciliadas do nó primitivo o Expressão de Nodal o Nodal e Lefty-2 PITX2 o Lefty- o Sonic hedgehog ou SHH Nota: A Braquiúria (gene T) é segregado pelo notocórdio, sendo necessário para a expressão de nodal, lefty-1 e lefty-2. FGF-8 – É sintetizado ao nível da linha primitiva e do nó primitivo – é impulsionado para o lado esquerdo porque os cílios da parede batem apenas no sentido esquerdodireito. Mais tarde faz com que ocorra a expressão do lefty-2 que provoca a expressão do PITX2 que tem um papel muito importante na disposição dos órgãos do corpo. O lado esquerdo é mantido pelos dois factores: - lefty-1 (segregado pelo tubo neural) vai servir de molécula seladora que impede que o que está no lado esquerdo passe para o direito - SHH produzido no notocórdio; exerce também um efeito selador – impede que as estruturas surjam no lado direito (impede que os genes se manifestem no lado direito) Lado Direito (depois de formada a linha primitiva) o NKX3.2 (Snail) Mapa de destino estabelecido durante a gastrulação: Parte cranial do nó primitivo: placa notocordal e notocórdio Partes laterais do nó primitivo: Extremidade cranial da linha primitiva: mesoderme para-axial (somitos) Porção média da linha primitiva: mesoderme interemédia (ap. urogenital) Extremidade caudal da linha primitiva: mesoderme lateral (cavidades serosas) Parte caudal do nó primitvo: formação de mais mesoderme extra- embrionária (como o saco vitelino primário – hipoblasto). Nota: Primeiro surge a membrana mucofaríngea e só depois a cloacal Crescimento do disco embrionário: - De redondo e achatado, passa a ser gradualmente mais largo e alongado, com uma extremidade cefálica larga (devido à migração celular a partir da linha primitiva) e uma extremidade caudal estreita. Expressão do PITX2 silencia a expressão do Snail Expressão do Snail silencia a expressão do PITX2 20 Preformismo das estruturas derivadas do folheto mesodérmico Preformismo – é apenas necessário crescer pois as estruturas já existiam todas. A mesoderme extra-embrionária apresenta duas origens: - parede do saco vitelino primário - linha primitiva Desenvolvimento ulteroir do trofoblasto O trofoblasto (citotrofoblasto + sinciciotrofoblasto) ao formar as lacunas forma também vilosidades – as vilosidades primárias Placa coriónica + trofoblasto (sinciciotrofoblasto + citotrofoblasto) = córion O córion mais a somatopleura extra-embrionária formam a parte fetal Vilosidades trofoblásticas (coriais) o Primárias: expansões do trofoblasto o Secundárias: a mesoderme da placa corial (somatopleura extra- embrionária) vai penetrar nestas vilosidades; as vilosidades passam a ter três zonas o Terciárias (com vasos sanguíneos fetais): aqui o sinciciotrofoblasto vai invadir o citotrofoblasto ficando este na superfície externa carapaça citotrofoblástica; deste modo os vasos sanguíneos surgem da mesoderme somatopleura extra-embrionária (corial) 21 Tipos de vilosidades terciárias: Vilosidades de ancoragem – vão ancorar a membrana externa da placenta ao citotrofoblasto; participam também nas trocas; funções de fixação, nutrição e excreção Vilosidades livres (terminais) – vão participar apenas nas trocas; funções de nutrição e excreção Camada citotrofoblástica externa: inicialmente o concepto contacta com o endométrio através do sinciciotrofoblasto, e depois através do citotrofoblasto. GASTRULAÇÃO NAS AVES Células do epiblasto convergem para o pólo cauda, formando a linha primitiva. As células provenientes do epiblasto são incorporadas no hipoblasto, iniciando-se a formação da mesoderme. Ao contrário dos mamíferos: inicia-se com a formação do hipoblasto notocórdio nunca se incorpora na endoderme 3ª A 8ª SEMANA (PERÍODO DE ORGANOGÉNESE EMBRIONÁRIA) Formação de órgãos a partir dos folhetos embrionários Tecidos rudimentares ESTRUTURAS DERIVADAS DA ECTODERME Tecido nervoso (sistema nervoso) Epiderme Neurulação Começa com a formação da placa neural a partir de um espessamento da ectoderme. O fechamento da placa neural provoca a formação do tubo neural. 22 Aspectos moleculares – fenómenos de indução o Acção da BMP-4 Ectoderme epiderme Mesoderme mesoderme intermédia e placa lateral o Inibição da BMP-4 – pela cordina, noggina e folistatina Ectoderme formação do tubo neural Mesoderme notocórdio e mesoderme para-axial Indução do prosencéfalo e mesencéfalo - Cordina, noggina e folistatina Indução do rombencéfalo e medula espinal - WNT-3a e FGF Aspectos morfológicos Sulco neural da placa neural, origina o tubo neural, por elevação das duas pregas neurais (ao nível do 5º somito (futura região cervical)), sendo que este apresenta duas aberturas: Neuróporo anterior (fecha ao 25º dia) Neuróporo posterior (fecha ao 27º dia) Tubo neural origina: o Vesículas cerebrais Prosencéfalo Mesencéfalo Rombencéfalo o Medula Espinhal Crista neural o Região do tronco Via dorsal: origina melanócitos Via ventral: origina glânglios linfáticos, SNA, células de Schwann e medula adrenal o Região craniana Esqueleto crânio-facial, gânglios dos nervos cranianos, neuróglia, melanócitos, derme facial, etc. 23 Nota: À medida que a placa neural se desenvolve, em direcção à placa cloacal, a linha primitiva vai regredindo (tem que regredir toda) Diferenciação das células da crista neural segundo o gradiente de concentração de BMP-4 na ectoderme Melanócitos (epiderme) – na dorsal Gânglios nervosos – na ventral Células da glia Células de Schwann Medula da adrenal Células C da tiróide (calcitonina) Ectomesênquima (ossos da face e do crânio, derme da face e pescoço) Meninges (aracnóide e pia-máter) Placódios (cristalino e ótico) À medida que o embrião se desenvolve vão haver espessamentos da ectoderme – placódios visuais e auditivos (estes depois do espessamento formam um poço - vesícula ótica) Placódios visuais (cristalínicos) Placódios auditivos (óticos) Derivados da ectoderme Sistema nervoso central Sistema nervoso periférico Neuroepitélios da audição, olfacto e visão Epiderme e estruturas anexas Ectomesênquima Adeno-hipófise 24 ESTRUTURAS DERIVADAS DA MESODERME Diferenciação da mesoderme a partir das partes laterais do nó primitivo Mesoderme para-axial Extremidade cranial da linha primitiva Mesoderme interemediária Porção média da linha primitiva Placa lateral (mesoderme lateral) Extremidade caudal da linha primitiva Mesoderme Somatopleura intra-embrionária Mesoderme Esplancnopleura intra-embrionária Nota: Existem cavidades intercelulares entre os dois folhetos, repletas de celoma intra- embrionário. Mesoderme para-axial Somitos Segmentação em somitómeros na região cefálica, ao nível do futuro occipital, progredindo caudalmente. Quando se forma o 19º par de somitómeros, o 8º par origina o primeiro somito. Os 7 primeiros somitómeros não se diferenciam em somitos. Á medida que os pares de somitómeros se diferenciam em somitos, caudalmente ocorre a formação de novos pares de somitómeros, estando sempre presentes, caudalmente aos somitos, 11 pares de somitómeros. Somitos: o 4 pares occipitais (1º par degenera) o 8 pares cervicais o 12 pares torácicos o 5 pares lombares o 5 pares sagrados o 8 a 10 pares coccígeos (5 a 7 pares degeneram) Nota: A idade de um embrião neste estádio, pode ser associada ao número de somitos. 25 Evolução dos somitos - As células das paredes ventral e medial dos somitos perdem a sua organização, perdendo o seu aspecto epitelilal, assumindo aspecto mesenquimatoso – Esclerótomo - As células do esclerótomo vão circundar a medula espinhal e o notocórdio, acabando por ossificar e formando a coluna vertebral - As células das paredes dorsal e lateraldos somitos migram como percursoras damusculatura esquelética dos membros e corpo (musculatura hipaxial) Após migração das células do esclerótomo e das células musculares, ocorre a proliferação e migração das células da parte dorsomedial do somito, que ao descerem pelo lado ventral do epitélio remanescente formam o Miótomo, responsável pela formação damusculatura esquelética epaxial (vertebral). O epitélio remanescente vai formar o Dermátomo, responsável pela formação da derme e hipoderme Nota: o conjunto das duas camadas (miótomo + dermátomo) forma o dermomiótomo Resumindo: Desta forma cada somito forma o seu próprio Esclerótomo (cartilagem e osso), Miótomo (segmento muscular) e dermátomo (segmento cutâneo) Sindétomo: localiza-se entre o miótomo e o esclerótomo; é semelhante ao esclerótomo (exprime PAX1), mas exprime o gene scleraxis - Origina tendões de união entre as vértebras. 26 Outros componentes do somito: - Células que se diferenciação no endotélio da aorta dorsal - Formação de vasos inter-vertebrais Evolução do esclerótomo: O notocórdio fica completamente envolvido Entre cada esclerótomo existem artérias intersegmentares A zona caudal de um esclerótomo mais a zona cranial do esclerótomo seguinte forma o corpo da vértebra A zona média – laxa - dos esclerétomos vai formar os discos intervertebrais O núcleo pulposo é o único sítio onde persiste o notocórdio Regulação molecular da diferenciação dos somitos SHH e noggina actuam sobre o notocórdio e a lâmina ventral do tubo neural, induzindo a formação das células do esclerótomo PAX1, expresso plas células do esclerótomo, promove a formação de cartilagem e osso das vétebras (condrogénese e osteogénese) PAX3, cuja expressão é regulada pelas proteínas WNT da lâmina ventral do tubo neural, promove a formação do dermomiótomo MYF5, cuja expressão também é regulada pelas proteínas WNT, produzido pela lâmina dorsal do tubo neural, promove a formação da musculatura epaxial MYOD é o resultado da interacção entre a BMP-4 (placa lateral) e produtos WNT (epiderme), e promove a formação dosmúsculos hipaxiais NT-3, secretada pela lâmina dorsal do tubo neural, promove a formação da derme 27 Mesoderme intermédia Nefrótomos e Cordão nefrogénico Segmentação em nefrótomos. Massa celular não segmentada: cordão nefrogénico Estas estruturas vão originar as unidades excretoras do sistema urinário (nefrónio) e gónadas – Aparelho Urogenital Placa lateral Paredes corporais e do intestino primitivo e membranas serosas Mesoderme parietal + ectoderme subjacente Parede corporal lateral e ventral - Esplancnopleura intra-embrionária Mesoderme visceral + endoderme subjacente Parede do intestino primitivo - Esplancnopleura intra-embrionária Células das mesoderme parietal que revestem a cavidade intra-embrionária: - membranas serosas (peritoneu, pleura e pericárdio) Células das mesoderme visceral que revestem a cavidade intra-embrionária: - membrana fina em torno de cada orgão A partir do 12º dia já existe no concepto: - Somatopleura extra-embrionária - Esplancnopleura extra-embrionária - Celoma extra-embrionário (na cavidade intra-embrionária) Mesoderme parietal – somatoplêurica intra-embrionária Mesoderme visceral – esplancnoplêuricaa intra-embrionária 28 Sangue e vasos sanguíneos (derivados da mesoderme) Vasculogénese: Por acção da FGF2, os ilhéus sanguíneos (mesoderme esplancnopleura extra-embrionária) originam hemangioblastos (percursores das células e vasos sanguíneos) - Os hemangioblastos centrais originam as células estaminais hematopoiéticas (sanguíneas) - Os hemangioblastos periféricos diferenciam-se em angioblastos, que por acção da VEGF, são induzidos a formar células endoteliais. Angiogénese Por accção da VEGF, ocorre a formação de novos vasos a partir de vasos já existentes. Diferenciação das células sanguíneas: - As células estaminais hematopoiéticas do saco vitelino vão migrar para a região-aorto-gonado-mesonéfrica, onde se diferenciam em células-tronco hematopoiéticas, as quais colonizarão o fígado, baço e finalmente a medula óssea. 29 ESTRUTURAS DERIVADAS DA ENDODERME Formação do intestino primitivo - A ectoderme é formada pelo saco vitelino, que se encontra exteriorizado do embrião. - Com o desenvolvimento das vesículas cefálicas (crânio), o embrião começa a dobrar-se formando a flexura cefalo-caudal, sendo o dobramento mais pronunciado ao nível da cabeça e cauda, onde se formam as pregas cefálica e caudal. - Devido à flexura cefalo-caudal, parte da cavidade do saco vitelino (revestida por endoderme), é incorporada no corpo do embrião. - Dessa endoderme incorporada são formados os intestinos anterior, médio e posterior. - O encerramento das porções anterior e posterior do intestino, é realizado devido à flexura lateral do embrião. - O intestino médio continua no entanto a comunicar com o saco vitelino através do ducto vitelino, que se apresenta cada vez mais estreito durante o desenvolvimento embrionário. 30 Na extremidade cefálica do intestino primitivo, surge uma membrana ectodérmico-endodérmica, a membrana bucofaríngea, que se rompe na 4ª semana, estabelecendo-se uma conexão entre a cavidade amniótica e o intestino primitivo. Em seguida, na extremidade caudal do intestino, surge a membrana cloacal, que se rompe na 7ª semana, produzindo uma abertura para o ânus. Nota: O desenvolvimento dá-se no sentido crânio-caudal Nesta altura o Alantóide involui, formando-se uma pequena bolsa que desemboca na membrana cloacal, que irá originar a bexiga. Surge nesta altura o divertículo traqueal, cuja lâmina epitelial da mucosa é de origem endodérmica, sendo o percursor da traqueia Intestino primitivo Intestino faríngico – da membrana bucofaríngea até ao divertículo traqueal Intestino anterior – até ao fígado Intestino médio – até ao 2º terço do cólon Intestino posterior – até à membrana cloacal Derivados da endoderme Lâmina epitelial da mucosa o Digestiva o Respiratória o Bexiga e uretra Células foliculares da tiróide Células parenquimatosas das paratiróides Parênquima do fígado (hepatócitos) Parênquima exócrino e endócrino do pâncreas Células reticulo-epiteliais do timo Epitélio de revestimento do canal auditivo e do tímpano Nota: A tiróide tem uma origem dupla, pois as células C são originadas das cristas neurais (ectoderme) 31 Formação de Padrões: Eixo Antero-Posterior - Regulação pelos genes homeobox (180 nucleótidos), que codificam proteínas de homeodomínio (60 aa) - Evolução sequencial das diversas estruturas ao longo do eixo antero- posterior Exemplos: -Encerramento do neuroporo anterior e depois do posterior (ectoderme) -Grau de desenvolvimento dos membros anteriores é mais avançado que os posteriores (mesoderme) -Involução da membrana bucofarínge e depois da cloacal (endoderme) Resumindo: As estruturas anteriores evoluem mais rapidamente que as posteriores. Nos mamíferos domésticos existem 4 grupos de genes homeobox (HoxA, B, C e D), cujos grupos parálogos são grupos com cópias do mesmo gene em grupos diferentes (ex: HoxA9, HoxB9, HoxC9 e HoxD9). Aparência Externa no fim da 4ª semana (Homem) - Somitos (28) - Arcos faríngeos ou branquiais - Aumento da cabeça - Formação de: -membros (com os raios na extremidade – futuros dedos) torácico: entre o último somito cervical e o 1º torácico pélvico: abaixo do cordão umbilical -face -ouvido -nariz -olhos 32 CCóórriioonn ÂÂmmnniiooss AAllaannttóóiiddee VV.. vviitteelliinnaa ANEXOS EMBRIONÁRIOS PLACENTA Córion: trofoblasto + mesoderme somatoplêurica extra-embrionária (placa corial) Âmnios: Bem desenvolvido Vesícula vitelina Vesícula alantóideia (alantóide) – muito importante nas trocas Concepto humano: Âmnios bem desenvolvido Vesícula vitelina pouco desenvolvida Alantóiderudimentar Concepto equino: Âmnios bem desenvolvido, Vesícula vitelina bem desenvolvida Alantóide rodeia completamente o âmnios (“2 sacos de águas”) Concepto bovino Âmnios bem desenvolvido, Vesícula vitelina forma de Y invertido (2 apêndices); regride precocemente Alantóide não rodeia completamente o âmnios Concepto suíno Âmnios bem desenvolvido, Vesícula vitelina forma de Y invertido; involui até ao parto Alantóide não rodeia completamente o âmnios; atrofia progressiva Concepto de carnívoro Âmnios bem desenvolvido, Vesícula vitelina atrofia quando a alantóide se desenvolve Alantóide rodeia completamente o âmnios Córion forma um anel (placenta zonal) 33 Concepto de ave Âmnios bem desenvolvido, Vesícula vitelina atrofia à medida que o embrião/feto utiliza o vitelo Alantocórion é a fusão do alantóide com o córion, e vai crescendo progressivamente, à medida que substitui o albúmen Placenta - Interface de troca de substâncias entre o feto (metabolitos do catabolismo) e amãe (nutrientes) e vice-versa Parte materna: endométrio Intacto : equinos, ruminantes e suínos Corroído: humanos, carnívoros e coelho Parte fetal: córion Estruturas entre a mãe e o feto: Tipos de placenta (do menor ao maior grau de destruição) : Placenta epitelio-corial – cavalo, ruminantes e porco Superfície de trocas: epitélio do endométrio e trofoblasto do córion Não há qualquer tipo de destruição da mucosa uterina Todas as estruturas estão presentes e organizadas Placenta endotelio-corial – carnívoros Superfície de trocas: endotélio dos capilares do endométrio e trofoblasto Após corrosão da mucosa uterina materna (implantação), deixa de existir epitélio uterino Placenta hemo-corial – homem Superfície de troca: sangue materno e trofoblasto Grande corrosão da mucosa uterina; o córion contacta directamente com o sangue materno 34 MECANISMOS INTERVENIENTES NO DESENVOLVIMENTO Estádios precoces: - Células morfologicamente semelhantes com funções básicas de síntese proteica e respiração celular. Com a compactação e cavitação: 1ª Diferenciação: formação do trofoblasto e do embrioblasto 2ª Diferenciação: trofoblasto origina o citotrofoblasto e sinciciotrofoblasto 3ª Diferenciação: embrioblasto diferencia-se em epiblasto e em hipoblasto Mecanismos do desenvolvimento: Diferenciação Formação de padrões (“patterning”) Migração celular Morte celular Crescimento Diferenciação - Alterações de maturação estáveis que experimenta a estrutura e propriedades de uma célula, com especialização de funções específicas por perda de outras funções, por repressão e expressão de determinados genes. - A função específica de uma cél. diferenciada deve-se aos seus organitos particulares e produção de elemntos da ME. - Apesar da diferenciação, o genoma das diferentes células diferenciados de um mesmo organismo é constante. Apenas os linfócitos B são capazes de alterar o seu genoma. Para que uma célula se diferencie é necessário que ocorra: Determinação: alterações intracelulares, hereditárias, não detectáveis morfológicamente que obrigam a célula a entrar numa determinada via de diferenciação. Conceitos: Potência prospectiva: capacidade de diversidade diferenciativa Ex: potência prospectiva do blastocisto é igual à do zigoto, mas superior à do trofoblasto Significado prospectivo: o que realmente a célula vai originar Ex: num concepto de 2 blastómeros, cada blastómero tem potência prospectiva de um embrião, mas significado prospectivo de apenas ½ embrião. Cél. Estaminal Cél. Progenitora Cél. Determinada Cél. em Diferenciação Cél. Diferenciada 35 Totipotência: caso dos gémeos unizigóticos e do armadilho de 9 faixas – possibilidade de originar seres vivos distintos a partir do mesmo zigoto Tipos de desenvolvimento da determinação: Desenvolvimento de regulação – estádio transitório (deixa de ocorrer à medida que ocorre diferenciação). No fígado ocorre num período pós- natal (regeneração) num concepto de 2 blastómeros, cada blastómero tem potência prospectiva de um embrião, mas significado prospectivo de apenas ½ embrião. Desenvolvimento em mosaico (Caso dos tunicados) - cada território do ovo já está determinado pela ectoderme, mesoderme e endoderme. num concepto de 2 blastómeros, cada blastómero tem potência prospectiva = significado prospectivo, que é ½ embrião. Causas da determinação: o Determinantes citoplásmicos (insectos (grânulos polares) Ex: Ascídias) o Interacções celulares Indução: primária (ves. ópticacristalino) ou secundária (cristalino córnea) -Permissiva (recíproca Ex: mesodermeectoderme) -Instrutiva (cél. actua especificamente noutra Ex: notocórdioplaca neural) Competência: estado durante pouco tempo O mesênquima controla o desenvolvimento da ectoderme adjacente, estando a sua indução condicionada pelas informações genéticas da ectoderme. Ex: mesênquima de rato + ectoderme do tronco de frango penas (não pelos) Excepção: mesênquima molar de rato + epitélio da mandíbula de frango desenvolvimento de dentes (herança filogenética das aves) Meios de interação tecidulares: oContacto directo (ex: metanefro nefrónio) oAtravés matriz extracelular (ex: cristalino córnea) o Substâncias difusíveis (ex: notocórdioplaca neural) Genética da determinação oGenes maternos: definem os eixos crânio-caudal e dorso-ventral oGenes de segmentação: Gap-genes: definem regiões vastas do embrião genes regra par: expressam-se segmento sim, segmento não (7 segmentos genes de polaridade do segmento: definem as extremidades dos segmentos (14 segmentos) oGenes homeóticos: determinam as características regionais 36 Formação de padrões - Conjunto de processos em que cada célula tem informação para ocupar a sua posição, segundo o plano de organização (Bauplan) do organismo e a informação posicional de cada célula. Teratomas: massas tecidulares derivadas da ectoderme, mesoderme e endoderme, com diferenciação celular sem plano de organização. Substâncias morfogénicas (permitem o estabelecimento de padrões) -Ácido retinóico (ex: formação de um membro) -SHH (ex: formação dos padrões das penas) Migração celular - Deslocamento de células ou grupos celulares afim de formar estruturas ou induzir formação de outras. Exemplos: - gastrulação (migração das células do epiblasto para a linha primitiva com a formação do notocórdio); - formação da crista neural (migração da ectoderme); - diferenciação dos somitos (esclerótomo e miótomo); - células germinais (migração da parede do saco vitelino para o primórdio da gónada) Moléculas de adesão: o Moléculas de adesão celular (CAM) Cálcio-independentes - N-CAM - Ng-CAM Cálcio-dependentes - E-caderina (LCAM) - N-caderina - P-caderia o Moléculas de adesão das células à matriz extracelular (SAM) - Colagénio, glicoproteínas, proteoglicanos o Junções intercelulares (CJM) - Zónulas de oclusão e junções comunicantes 37 Morte celular Apoptose: morte celular programada através da clivagem do DNA por endonucleases (diferente de necrose) - filogenética (regressão da cauda do embrião nos seres humanos) - morfogenética (para o desempenhar da função dos órgãos: apoptose das membranas interdigitais e das membranas bucofaríngea e cloacal) - perda difusa de células num órgão ( sinapses sem função necessária no sistema nervoso central) Crescimento Mecanismos do crescimento: o Hipertrofia (aumento de tamanho) o Hiperplasia (aumento do nº de células) o Matriz extracelular (desenvolvimento) Tipos de crescimento: o Alométrico ou diferencial: característico da vida uterina o Isométrico: característico da vida pós-natal Interfase: G1 S (síntese de ADN) G2 Mitose A célula recebe estímulos para voltar a entrar em mitose Inibida pelo interferão β-IFN (célula fica em G0) Estimulação do crescimento: mecanismo de actuação dos factores de crescimentoo Hormona do crescimento (somatotrófica – GH): - promove a passagem de células de G1 a S o Somatomedinas IGF-1 (somatomedina C) IGF-2 (somatomedina A) o Factores de crescimento PDGF (platelet derived growth factor) – G0 G1 EGF (epidermal growth factor) - epiderme FGF (fibroblast growth factor) - fibroblastos Inibição do crescimento o EGI G1 o EGI G2 o Interferão (-IFN) o TGF- 38 CAVIDADES CORPORAIS Membranas serosas do adulto (folhetos visceral e parietal) Pleura Pericárdio Peritoneu Celoma extra-embrionário - Forma-se ao 12º dia no concepto humano - Delimitado pela: Mesoderme Somatoplêurica extra-embrionária: cobre a superfície interna do citotrofoblasto e a superfície externa do âmnios Mesoderme Esplancnoplêurica extra-embrionária: reveste externamente o saco vitelino Celoma intra-embrionário - Aparece no fim da 3ª semana, continuando-se inicialmente com o celoma extra-embrionário - Resulta da divisão da placa lateral da mesoderme em: o Mesoderme Somatoplêurica intra-embrionária folheto parietal o Mesoderme Esplancnoplêurica intra-embrionária folheto visceral Devido às flexuras cefalo-caudal e lateral do embrião, a comunicação entre o celoma extra-embrionário e o celoma intra-embrionário desaparece. 39 Ligamentos peritoneais (Mesentério): o Mesentério dorsal: suspende o intestino primitivo o Mesentério ventral: apenas no intestino anterior (septo transverso) O mesentério consiste numa dupla camada de peritoneu que proporciona um via para os nervos, vasos sanguíneos e linfáticos, aos órgãos da cavidade peritoneal. No coração os ligamentos formam o Mesocárdio: o Mesocárdio dorsal o Mesocárdio ventral (acaba por desaparecer por apoptose) A cavidade celómica divide-se devido à ocorrência da formação do septo transverso, espessa placa de tecido mesodérmico, que não separa totalmente as cavidades torácica e abdominal, deixando grandes aberturas, os canais pericardioperitoneais ou pleurais, de cada lado do intestino anterior, a partir dos quais se desenvolverão os pulmões. A formação deste septo ocorre entre o coração e o fígado (tendo um papel importante na formação deste), separando assim o pericárdio do peritoneu. Nota: Nesta altura o coração apresenta apenas um átrio 40 Separação do pericárdio da pleura - Os pulmões ao desenvolverem-se, espandem-se no sentido caudo-lateral, ao longo dos canais pleurais, que se tornam muito pequenos, dando-se a expansão dos pulmões para o mesênquima. - A expansão dos pulmões é acompanhada pela formação das pregas pleuro-pericárdicas, que se projectam da parede da cavidade torácica. - Estas pregas ao incluírem as veias cardinais comuns e os nervos frénicos, vão originar asmembranas pleuro-pericárdicas - As veias cardinais comuns e nervos frénicos deslocam-se para a linha média, enquanto que as membranas pleuropericárdicas acabam por se fundir uma à outra, e à raiz (hilo) dos pulmões, provocando a divisão da cavidade torácica numa cavidade pericárdica (coração) e duas cavidades pleurais. Nota: No adulto as membranas pleuro-pericárdicas formam o folheto parietal do pericárdio (pericárdio fibroso) Formação do diafragma - A abertura entre as cavidades pleural e peritoneal é progressivamente fechada, pelas pregas pleuro-peritoneais, que se vão projectando na extremidade caudal dos canais pleurais. - Estas pregas ao chegarem ao septo transverso, obliteram os canais pleurais, fundindo-se com o mesentério do esófago e com o tecido mesenquimatoso do septo transverso. - Assim, as membranas pleuro-peritoneais dividem as cavidades pleural e peritoneal. - Em seguida, mioblastos da parede corporal penetram nas membranas formando a parte muscular do diafragma. Desta forma o diafragma deriva das seguintes estruturas: Septo transverso Membranas pleuro-peritoneais Mesentério dorsal do esófago (pilares) Componente muscular da parede corporal 41 APARELHO RESPIRATÓRIO Divertículo respiratório Por volta das quatro semanas, na face ventral do intestino anterior (região da futura faringe) surge uma estrutura com forma de dedo de luva, o divertículo respiratório, que comunica com o intestino anterior através do orifício laríngeo. A localização deste divertículo é determinada por sinais do mesênquima circundante (mesoderme esplancnoplêurica intra-embrionária), como o FGF, que induzem a diferenciação da endoderme. Desenvolvimento do divertículo respiratório: - Cresce num sentido crânio-caudal - Encontra-se dividido do intestino anterior pelas cristas traqueo-esofágicas, que ao se fundirem originam o septo traqueo-esofágico. - Mantém uma estreita comunicação com o intestino anterior - orifício laríngeo Histogénese do aparelho respiratório: Epitélio respiratório origem na endoderme Tecido conjuntivo, cartilagens e músculo origem na mesoderme esplancnoplêurica intra-embrionária Células neuroendócrinas origem na ectoderme (crista neural) (brônquios e bronquíolos) 42 Laringe Epitélio da mucosa: endoderme Cartilagens e músculos: mesênquima do 4º e 6º arcos faríngeos (branquiais) Orifício laríngeo: inicialmente em forma de fenda, depois passa a ter a forma de um T Estruturas presentes: - Cartilagens: epiglote, aritenóides, tiróide e cricóide - Ventrículos laríngeos - Cordas vocais - Pregas vestibulares (falsas cordas vocais) - Músculos inervados pelo nervo vago (10º par craniano) oNervo laríngeo superior (músculos do 4º arco faríngeo) oNervo laríngeo recorrente (músculos do 6º arco faríngeo) Nota: no cavalo verifica-se a paralisia do nervo laríngeo recorrente Desenvolvimento da árvore traqueobrônquica Pulmões: desenvolvem-se nos canais pericardio-peritoneais e resultam de um emaranhado de ramificações dos brônquios e bronquíolos com alvéolos pulmunares. Grau de ramificação: controlado pela mesoderme esplancnoplêurica intra- embrionária Pregas pleuro-pericárdicas e Pregas pleuro-peritoneais: - Definição das cavidades pleurais (espaços entre a pleura parietal e visceral) A traqueia ramifica-se em brônquios de ordem 0, e cada um ramifica-se para cada lobo do pulmão (no caso dos humanos o brônquio esquerdo ramifica-se em três e o direito em dois). 43 Fenómenos moleculares que presidem à ramificação da árvore brônquica: - A mesoderme (espl. i.e.) controla o grau de ramificação da endoderme mesoderme que rodeia a traqueia impede a sua ramificação mesoderme que rodeia os brônquios promove a sua ramificação Logo: Mesoderme dos brônquios + endoderme da traqueia ramificação Mesoderme da traqueia + endoderme dos brônquios ausência de ramificação - Crescimento do brônquio: Enquanto se alonga, não se ramifica o FGF-10 (mesoderme) - induz o crescimento dos brônquios (proliferação da endoderme do ápex das ramificações). o BMP-4 (endoderme) - inibe o crescimento dos brônquios o SHH (endoderme) - inibe a formação de FGF-10 e induz o crescimento das células da mesoderme que rodeia o ápex da ramificação. o TGF-1 (mesoderme)- inibe formação de FGF-10 e promove a síntese de fibronectina e colagénio (tipos I, III e IV) na ponta do brônquio o que impede o crescimento deste Ramificação Deste modo a ramificação dá-se devido à inibição do alongamento nalguns momentos da proliferação celular. A seguir à ramificação surgem novos centros de células mesodérmicas secretoras de FGF-10, e o ciclo repete-se. 44 Maturação dos pulmões: Período pseudoglandular – 5 a 16 semanas oAspecto histológico semelhante a uma glândula composta o Bifurcação até bronquíolos terminais oNão há bronquíolos respiratórios Período canalicular – 16 a 26 semanas oCada bronquíolo terminal divide-se em 2 ou mais bronquíolos respiratórios sem pneumócitos do tipo I (Respiração impossível) oCada bronquíolo respiratório divide-se em 3 a 6 ductos alveolares Período dos sacos terminais – 26 semanas ao nascimentoo Formam-se os sacos terminais (sacos alveolares) o Formação dos os pneumócitos do tipo I que se encontram em estreito contacto com os capilares o Pneumócitos do tipo II – fim do 6º mês Período alveolar – dos 8 meses aos 10 anos oNa altura do nascimento – cerca de 1/6 dos alvéolos do adulto oMaturação pós-natal na formação dos sacos alveolares Histogénese dos pulmões (resumo) Endoderme epitélio da mucosa dos brônquios e bronquíolos, epitélio dos alvéolos pulmonares Crista neural células neuroendócrinas intercaladas no epitélio da mucosa dos brônquios e bronquíolos Mesoderme (esplancnoplêurica intra-embrionária) tecido conjuntivo dos brônquios, bronquíolos, septos interalveolares, septos interlobulares e folheto visceral da pleura; tecido muscular dos brônquios e bronquíolos; cartilagens dos brônquios 45 APARELHO DIGESTIVO Devido às flexuras cefalo-caudais e laterais do embrião, parte do saco vitelino, que é revestido internamente por endoderme, é incorporado no embrião de modo a formar-se o intestino primitivo. As estruturas que não são interiorizadas, permanecem fora do embrião, e são o alantóide e o restante saco vitelino (com o respectivo pedículo de ligação). Divisões do intestino primitivo: Intestino anterior - da membrana bucofaríngica ao local de formação do primórdio do fígado Intestino médio - do local de formação do primórdio do fígado à união terço médio do septo transverso. Intestino posterior - do final do intestino médio até à membrana cloacal. Posteriormente do intestino anterior surge o intestino faríngeo passando a existir 4 porções no intestino primitivo: Intestino faríngeo (faringe) Intestino anterior Intestino médio Intestino posterior 46 Mecanismos moleculares no desenvolvimento do tubo digestivo: Endoderme exprime o SHH que activa na mesoderme esplancnoplêurica determinados genes Homeóticos (HOX), consoante a localização do intestino, permitindo a maturação nas diferentes porções do tubo digestivo. Mesentérios Peritoneu Folhetos: Parietal: forra o abdómen Visceral: forra externamente as vísceras Órgãos intraperitoneais - rodeados completamente por peritoneu ex.: estômago, intestino delgado, baço, etc. Órgãos retroperitoneais - umas das faces contacta com peritoneu ex.: mesonefro (Rim), pâncreas (só se torna retroperitoneal mais tarde) Ligamentos peritoneais: camadas duplas de peritoneu (mesentérios) que passam entre órgãos ou de um órgão para a parede corporal, e que são o local de passagem de nervos, vasos sanguíneos e linfáticos. Mesentério dorsal – ao longo do sistema digestivo Mesentério ventral – só existe na região caudal do esófago, estômago e duodeno INTESTINO ANTERIOR Esófago - Inicialmente é um tubo curto e estreito que se encontra junto com a traqueia, separando-se mais tarde através do septo traqueo-esofágico. - Após deslocação no sentido posterior dos pulmões e coração, cresce em comprimento. - A endoderme vai originar o epitélio e lâmina própria do esófago Inicialmente existe um lúmen que desaparece para depois voltar a aparecer - Músculo esquelético da túnica muscular: proveniente de músculo liso, que se diferencia em esquelético através da expressão de novos genes (MYF-5) por parte das células musculares lisas Transdiferenciação 47 Estômago - Inicialmente consiste numa dilatação fusiforme do intestino primitivo, dispondo-se no eixo antero-posterior. - Ocorrem deslocamentos ao longo de dois eixos: londitudinal: roda 90º; face posterior cresce mais que a anterior antero-posterior: cárdia move-se para a esquerda e o piloro para a direita Ligamentos peritoneais: Mesogastro dorsal: organogenese baço, passa o pâncreas a retroperitoneal, forma a bolsa do omento que depois origina o omento maior Mesogastro ventral: omento menor e ligamento falciforme, que depois origina o ligamento redondo do fígado Os mesogastros também se movem com as rotações, sendo que a rotação longitudinal provoca a formação da bolsa do omento ao nível do mesogastro dorsal. Nesta altura o mesogastro ventral já inclui o fígado O mesogastro dorsal participa na organogénse e engloba o baço, ligando-o ao estômago atavés do ligamento gastro-liénico e ao rim pelo lieno-renal. O mesogastro ao fundir-se com o folheto parietal do peritoneu, faz com que o pâncreas, anterior órgão intraperitoneal, passe a ser retroperitoneal Com a fusão dos dois folhetos ao nível da bolsa do omento, esta deixa de exisitir, formando assim o Omento maior O Omento menor e o ligamento falciforme (após o nascimento forma o ligamento redondo do fígado por regressão da veia umbilical) derivam do mesogastro ventral (proveniente so septo transverso). Histogénese do estômago: Fim do 2º mês surgem as pregas e fossetas gástricas No início do período fetal começam a diferenciar-se os tipos de células da lâmina epitelial da mucosa Secreção de HCl só se dá momentos antes do nascimento, devido à perda de ligação entre o estômago e o âmnios. 48 Estômago dos Ruminantes -O desenvolvimento inicial é semelhante ao dos Monogástricos O rúmen desenvolve-se como uma expansão do fundo do estômago primário, ao nível da curvatura menor. O retículo origina-se numa bolsa caudo-ventral do rúmen. O omaso forma-se a partir de uma vasta evaginação da curvatura menor do estômago primário O abomaso é estômago glandular O rúmen sofre um movimento de báscula para trás, ficando sobre o abomaso e com o retículo situado cranialmente Ocorre uma torção do estômago de maneira a que o esófago e o duodeno fiquem do mesmo lado Duodeno - Formado pela parte terminal do intestino anterior, e a parte inicial do intestino médio - Tal como o pâncreas, inicialmente é intraperitoneal e depois passa a retroperitoneal - A partir deste desenvolve-se o Pâncreas - Está fixado pelo mesoduodeno e mesogastro - Durante o segundo mês passa por um estádio sólido, devido à proliferação de células que obliteram o seu lúmen, ocorrendo posteriormente a recanalização através da formação de cavidades. Fígado e vesícula biliar - Tem origem num divertículo hepático onde as células proliferam rapidamente e penetram o septo transverso - A vesícula biliar surge de uma invaginação ventral, que se encontra ligada ao fígado pelo ducto biliar, que evolui depois para ducto colédoco. - Os cordões de hepatócitos provêm da endoderme - As células hematopoiéticas, células de Kupffer, células de Ito, fibroblastos, surgemmesoderme do septo transverso - Os sinusóides formam-se a partir dos vasos vitelinos Regulação molecular: FGF-2 (mesoderme cardíaca): bloqueia a acção dos inibidores de diferenciação hepática, permitindo a diferenciação de células do intestino anterior em tecido hepático, na região hepática. Nota: todo o intestino anterior tem capacidade de diferenciação em tecido hepátic, mas essa capacidade é inibida pelas células dos tecidos circundantes. HNF-3 e 4 (células hepáticas): controlam a diferenciação das células hepáticas em hepatócitos e em células de linhagem biliar. 49 Pâncreas - Surge da endoderme do duodeno, aparecendo formado por dois divertículos, o esboço dorsal e o esboço ventral, que se encontram incialmente em lados opostos do duodeno, sendo que com a sua rotação, os esboços paroxima-se e fundem-se quase na totalidade. Nota: no cão e no gato o dorsal forma um lobo esquerdo e o ventral um lobo direito). Vias excretoras exócrinas: Ducto pancreático principal (de Wirsung) + ducto colédoco penetram no duodeno na Papila Maior (ampola de Vater) Ducto pancreático acessório (de Santorini) penetra no duodeno na Papila Menor Nota: no Homem a papila menor é cranial à maior, nos mamíferos domésticos é ao contrário. Maturação histológica Diferenciação da porção exócrina: Estadio prediferenciado: formação de um sistema de túbulos ramificados a partir da parede do intestino anterior. Algumas células progenitoraspancreáticas apresentam níveis ínfimos de produção de enzimas digestivos. Estadio protodiferenciado: ramificação intensa dos túbulos pancreáticos. Notam-se células exócrinas que sintetizam enzimas digestivos em níveis baixos. Estadio diferenciado: ácinos bem evidentes. As células exócrinas estão ultrastruturalmente maduras, apresentando no citoplasma grânulos zimogénicos. Sistema ductal definido Diferenciação da porção endócrina: Ocorre durante o estadio protodiferenciado, formam-se agregados sólidos de células que se destacam do sistema de túbulos. Primeiro diferenciam-se as células A (glucagon) e PP (polipéptido pancreático) e só depois as B (insulina) e as D (somatostatina). Tem origem na endoderme pancreática (não na crista neural) 50 Fenómenos moleculares Na Célula progenitora comum, por acção da FGF e activina: - Inibe-se a expressão de SHH - Induz-se a expressão de PDX-1 (gene Hox) origina células exócrinas, mas também endócrinas ao promover a expressão de: o PAX4 e PAX6: diferenciação de células B, D e PP o PAX6: diferenciação de células A INTESTINO MÉDIO É constituído pela ansa intestinal primária, com um eixo e com a artéria mesentérica, e encontra-se em contacto com o saco e ducto vitelino. A ansa intestinal primária possui dois segmentos: o Segmento cefálico - diferencia-se na parte distal do duodeno, jejuno e parte do íleo o Segmento caudal - diferencia-se no segmento distal do íleo, cego, apêndice cecal, cólon ascendente e os primeiros dois terços do cólon transverso Hérnia umbilical fisiológica: O cresciemnto rápido do fígado, que torna a cavidade abdominal demasiado pequena, associado ao alongamento rápido do intestino médio, promove a passagem de parte da ansa intestinal para uma porção do cordão umbilical (extra- embrionária). Posteriormente: A ansa vai sofrer uma rotação de 270º (90º durante o período de hérnia umbilical e 180º após a reentrada do intestino na cavidade abdominal); o segmento caudal passa para a direita e o segmento cranial para a esquerda 51 Retracção das ansas intestinais herniadas deve-se: o Regressão do mesonefro o Crescimento mais lento do fígado o Expansão da cavidade abdominal Maturação das células epiteliais da mucosa intestinal Nas criptas de Lieberkün as células estaminais endodérmicas originam: o Enterócitos o Células caliciformes o Células de Paneth o Células enteroendócrinas (sem origem nas cristas neurais) Nota: da 6ª à 7ª semana a proliferação das células epiteliais endodérmicas para o interior do intestino leva à obliteração do lúmen do intestino (tal como no esófago). Depois, volta a reconstituir-se o lúmen intestinal (recanalização) Mesentérios das ansas intestinais Mesentério propriamente dito surge do mesentério dorsal, que se enrola em torno da artéria mesentérica superior Jejuno e íleo - intraperitoniais Cólon ascendente e cólon descendente - retroperitoniais Cólon transverso - intraperitonial Histogénese do intestino médio (resumo) Endoderme: epitélio da mucosa intestinal Mesoderme: lâmina própria da mucosa, muscularis mucosae, submucosa, muscular e serosa/adventícia Ectoderme (Crista neural): neurónios do plexo mientérico 52 INTESTINO POSTERIOR Origina o terço distal do cólon transverso, o cólon descendente e sigmóide, ao recto e à parte superior do canal anal. O intestino posterior desemboca na parte posterior da Cloaca, que é revestida por endoderme, sendo revestida no limite ventral por ectoderme. O limite entre estas duas porções forma a membrana colacal, que desaparece por apoptose à 7ª semana. O Alantóide desemboca na parte anterior da cloaca formando o seio urogenital primitivo Septo urorrectal: separa a região entre o alantóide e o intestino primitivo, aproximando-se (sem nunca contactar) da membrana cloacal. Após apoptose da membrana clocal, ocorre a separação das vias digestiva e urogenital (canal anal e abertura do seio urogenital) e a extremidade do septo urorrectal forma o períneo. Linha ano-rectal (linha pectínea) – local de transição entre as regiões endodérmica e ectodérmica do canal anal (o que resulta da evolução da cloaca e membrana cloacal) Vascularização do intestino primitvo: Intestino anterior: artéria celíaca Intestino médio: artéria mesentérica cranial ou anterior Intestino posterior: artéria mesentérica caudal ou posterior Organogénse comparativa do intestino: Nos Mamíferos domésticos o desenvolvimento do intestino delgado é semelhante ao do Homem, só existem diferenças ao nível do cego e cólon ascendente. 53 Cavalo: Colón ascendente: ponto médio forma a ponta de uma ansa alongada para a a esquerda e para a cavidade pélvica, que será a futura flexura pélvica do cólon maior (liga o cólon ventral esquerdo ao dorsal esquerdo). Cego: situa-se no lado direito, ligando-se ao cólon ventral direito; apresenta haustros Ruminantes: Colón ascendente: ponto médio desloca-se para a esquerda em torno da raiz do mesentério, acabando por se enrolar do lado esquerdo do abdómen numa espiral aplanada. Cego: cilíndrico e liso, do lado direito do abdómen. Porco: Colón ascendente: semelhante aos ruminantes mas com uma espiral cónica. Cego: apresenta haustros Carnívoros: Colón ascendente: semelhante ao do homem mas rectilíneo e curto. Cego: pouco desenvolvido. 54 APARELHO URINÁRIO Aparelhos urinário e genital - Ambos derivam damesoderme intermédia Tipos de Rim: Pronefro (rudimentar; não funcional) Mesonefro (funciona pouco tempo no período fetal) Metanefro (rim permanente) Pronefro No início da 4ª semana a mesoderme intermédia da região cervical fragmenta-se em 7 a 10 pares de nefrótomos, que se vão ligando ao ducto pronéfrico. Os nefrótomos desenvolvem-se cranio-caudalmente, e à medida que os mais caudais aparecem os mais craniais desaparecem por apoptose Glomérulos externos: fazem saliência no celoma interno, filtrando o sangue para o celoma. Glomérulos internos: em contacto com os túbulos pronéfricos Túbulos pronéfricos: contactam com o celoma interno através de um orifico (nefróstomo) e formam o ducto pronéfrico, que ao receber os ductos excretores do mesonefro forma o ducto mesonéfrico ou de Wolff, que continua a crescer até atingir a cloaca. 55 Mesonefro Durante a 4ª semana, desenvolve-se cranio-caudalmente a partir do segmento torácica e lombar cranial (até L3) da mesoderme intermédia Ramos da aorta dorsal migram para o mesonefro formando o Glomérulo, que é rodeado pela Cápsula de Bowman. O túbulo excretor do glomérulo termina no ducto mesonéfrico (ou de Wolff). Crista uro-genital: local de diferenciação do mesonefro e da futura gónada Regressão do mesonefro: Sexo masculino: alguns túbulos excretores caudais e o ducto mesonéfrico (de Wolff) persistem Sexo feminino: a regressão é completa (apenas alguns vestígios) Nota: o sistema tubular do mesonefro é maior que o do metanefro Metanefro O Divertículo ureteral, que cresce a partir do ducto de Wolff próximo da cloaca, é a estrutura que permite a formação do sistema colector metanéfrico Formação de dois sistemas: Sistema colector: Diverticulo ureteral Pélvis renal (bacinete primitivo) Cálices maiores Cálices menores tubos colectores Sistema excretor: Coifa de tecido metanéfrico (condensação da ext. cranial dos tubos colectores) vesículas renais Nefrónio (extremidade cranial forma a cápsula de bowman e recebe o glomérulo) Nefrónio: Cropúsculo renal + Tubo contornado proximal + Ansa de Henle + Tubo contornado distal 56 Formação de nefrónios – até ao nascimento Ao nascimento os rins têm lobação exterior, que desaparece depois, excepto na vaca, urso e Cetáceos Ligação tubo contornado distal-tubo colector fenómeno complexo e muito preciso, pode ocorrer o rim quístico. Regulação molecular do desenvolvimento do rim WT1 (mesênquima): torna o mesênquima competente à induçãopelo divertículo ureteral. Regula a produção de GDNF e HGF, que estimulam o crescimento do divertículo ureteral FGF-2 e BMP-7 (ductos colectores): estimulam o crescimento do mesênquima do metanefro, mantêm a produção de WT1 PAX2 e WNT4: Diferenciação do mesênquima do metanefro em epitélio do nefrónio, através de alterações da matriz extracelular: fibronectina, colagénio I e colagénio III Laminina e colagénio IV (membrana basal) Síntese de E-caderina (proteína de junção) e sindecano (diferenciação em nefrónios), essenciais para a condensação do mesênquima em epitélio. Posição dos rins: Pélvica Abdominal (ascensão dos rins) Função dos rins - Metanefro produz urina sem catabolitos à 12ª semana - Urina corre através da cavidade anmiótica - Líquido amniótico é engolido pelo feto - Posteriormente é excretado pelos rins cavidade amniótica A excreção de catabolitos está só a cargo da placenta 57 Bexiga e uretra Da 4ª à 7ª semana a Cloaca divide-se em o Seio urogenital o Canal anal As duas porções são divididas pelo septo urorrectal, que mais tarde formará o períneo. Seio urogenital divide-se em: o Bexiga (inicialmente contínua com o alantóide, mas quando este é obliterado, o uraco permanece, ligando o ápice da bexiga ao umbigo – ligamento umbilical médio) o Parte pélvica do seio urogenital sexo masculino: uretra prostática e uretra membranosa o Parte fálica do seio urogenital (desenvolvimento difere dos sexos) Ductos mesonéfricos escoam a urina do mesonefro para a bexiga Divertículo ureteral escoa a urina do metanefro para a bexiga Histogénese da uretra: Endoderme: Epitélio da mucosa Mesoderme (esplancnopleura): Tecidos conjuntivo e muscular liso Uretra masculina: próstata Uretra feminina: glândulas uretrais e parauretrais 58 APARELHOS GENITAIS (MASCULINO E FEMININO) Dimorfismo sexual - Principal factor Gene SRY (Situado no braço curto do cromossoma Y) - Produz a proteína TDF (factor determinante testicular) Presença de SRY sexo masculino Ausência de SRY sexo feminino Sexo cromossómico: determinada pelos cromossomas sexuais (fertilização) Sexo gonádico: determinado pelas gónadas Sexo fenotípico: determinado pela fisiologia dos órgãos genitais externos Gónadas: - Inicialmente indiferenciadas - Aparecem inicialmente como um par de cristas genitais Cristas genitais: epitélio (mesotélio) da placa lateral + condensação do mesênquima adjacente (células germinais só aparecem na 6ª semana) Células germinais primordiais (CGP) - Ectoderme extra-embrionária, proveniente do trofoblasto, sintetiza BMP-4, que vai induzir a formação de CGP pelo epiblasto vizinho (endoderme do saco vitelino) - As CGP são fáceis de distinguir devido à sua dimensão e à presença de fosfatase alcalina - Exprimem o gene Oct4 (responsável pela sua totipotência) - Surgem entre as células da endoderme do saco vitelino, migrando ao longo do mesentério dorsal do intestino posterior, através de movimentos amebóides, chegando às gonadas primitivas, onde invadem as cristas genitais. - Nas Aves: as CGP formam-se no epiblasto, migrando para o hipoblasto estra-embrionário, onde formam o crescente germinal, atigindo depois as gónadas por via sanguínea (diapedese e quimiotactismo). 59 Nas gonádas indiferenciadas verifica-se a proliferação do epitélio celómico (mesotélio) das cristas genitais, que penetram no mesênquima adjacente, formando os cordões sexuais primários As CGP induzem a diferenciação das gónadas. Se estas não as atingirem as gónadas não se diferenciam, ficando estabelecido o sexo cromossómico mas não o gonádico. Diferenciação dos testículos Sexo masculino: XY Expressão do gene SRY TGF promove o desenvolvimento dos cordões sexuais primários para a medula, originando os cordões medulares ou testiculares, que no hilo da gónada rete testis Formação de: - Túnica albugínea - Cordões testiculares originam os tubos seminíferos: Células de Sertoli (provêm do epitélio celómico –mesotélio) Células geminais primordiais espermatogónias - Células intersticiais ou de Leydig: provêm do mêsenquima da gónada - Ductos eferentes (tubulos excretores do mesonefro) - Ducto mesonéfrico (extra-testicular) epidídino e ducto deferente 60 Diferenciação dos ovários Sexo feminino: XX ausência do gene SRY - Dissociação dos cordões sexuais (contêm CGP) com consequente regressão dos cordões medulares, não permitindo a sua migração para a medula, que contem vasos sanguíneos. - Aparecimentos dos cordões corticais, que formarão os futuros folículos ováricos, através da diferenciação das CGP em oogónias, que ficam rodeadas por células foliculares - Não existe túnica albugínea Ductos excretores Formação num estadio indiferenciado de dois pares de ductos excretores: o Ductos mesonéfricos (de Wolff) o Ductos paramesonéfricos (de Müller) Ductos mesonéfricos: originados na porção médio-caudal dos ductos pronéfricos. Desembocam no seio urogenital separados um do outro. Ductos paramesonéfricos: têm origem numa invaginação longitudinal (ranhura) do epitélio celómico ao longo da crista uro-genital. Posteriormente, esta invaginação transforma-se em ducto e liga-se distalmente ao seio urogenital Nota: Os ductos paramesonéfricos unem-se na porção distal formando o canal uterino, que desemboca no tubérculo paramesonéfrico. Regulação molecular do desenvolvimento dos ductos excretores Sexo masculino e feminino: cristas genitais exprimem SOX9 (m) e WNT4 (f) Sexo masculino SRY (inibe a expressão de WNT4) diferenciação testicular Gónada sintetiza: FGF9 (promove a penetração da gónada pelos tubulos do ducto mesonéfrico (futuros ductos eferentes) SRY SF1 SOX9 (cristas genitais) SOX9 promove a diferenciação de células de Sertoli e células de Leydig 61 Células de Sertoli: sintetizamMIS ou AMH regressão ductos paramesonéfricos Células de Leydig: sintetizam testosterona diferenciação ductos mesonéfricos (epidídimos, ductos deferentes e vesículas seminais) sintetiza dihidrotestosterona pénis, escroto e próstata Sexo feminino WNT4 estimula a expressão de DAX1 (inibe SF1 (M)) Ausência de MIS diferenciação passiva dos ductos paramesonéfricos Ausência de testosterona regressão passiva dos ductos mesonéfricos Estrogénios diferenciação posterior dos ductos paramesonéfricos e dos órgãos genitais externos Ductos excretores – sexo masculino Derivam dos ductos mesonéfricos - Túbulos epigenitais ductos eferentes - Túbulos paragenitais paradídimo (estrutura vestigial) ou órgão de Giraldes Apêndice do epidídimo Epididimo Ducto deferente (onde desemboca a vesícula seminal) Ducto ejaculador Estruturas vestigiais dos ductos paramesonéfricos o Apêndice testicular o Utrículo prostático Nota: o utrículo prostático origina-se dos ductos paramesonéfricos, logo tem origem mesodérmica) Ductos excretores – sexo feminino Derivam dos ductos paramesonéfricos - Trompas uterinas - Canal uterino (fusão dos ductos paramesonéfricos) Ligamento largo do útero divide a cavidade pélvica em Bolsa utero-rectal e Bolsa utero-vesical Estruturas vestigiais dos ductos mesonéfricos o Epoóforo o Paroóforo o Ducto de Gärtner (quisto de Gärtner) 62 Desenvolvimento do útero O corpo e colo derivam da evolução do canal uterino (fusão das porções terminais dos ductos paramesonéfricos) Inicialmente o septo uterino divide a cavidade uterina em duas porções, acabando por regredir completamente. Nos mamíferos domésticos: cornos, corpo e colo provenientes do canal uterino; involução parcial do septo uterino; parte cranial do útero bífida. Lagomorfos, marsupiais e monotrétamos: útero didelfo (septo uterino não involui dois corpos uterinos com dois colos uterinos que desembocam na vagina) Desenvolvimento da vagina Origem dupla o Canal uterino (mesoderme) o Seio urogenital (endoderme) Órgãos genitais externos Estadio indiferente
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