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Unidade 4 Introdução à Biologia do Desenvolvimento Aula 1 Gametogênese e fertilização Gametogênese e fertilização Gametogênese e fertilização Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Olá, estudante! Você já parou para pensar em quais fenômenos ocorrem desde a concepção até o nascimento do ser humano? Nosso corpo passa por um processo extraordinário de desenvolvimento, e entender os mecanismos por trás desse fenômeno é verdadeiramente fascinante. Nesta videoaula você será convidado a desvendar os fascinantes mistérios da embriologia, a fim de assimilar alguns conteúdos que nos permitem entender os diferentes eventos que ocorrem por trás da formação da vida. Você descobrirá como são formados os espermatozoides, os óvulos e, por fim, investigará o momento da fecundação, com a formação de um zigoto, processo que dá origem a uma nova vida. Não perca esta oportunidade de expandir seus conhecimentos. Vamos lá! Faça o download do arquivo Ponto de Partida Ponto de Partida Afinal, como ocorre o desenvolvimento dos organismos vivos? Você já sabe que os seres vivos se reproduzem de Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://content.cogna.com.br/content/dam/cogna/cms2/cc54a05f-8811-4abf-af4d-d6a898e076be/8811/3abeb78e-dbfe-5fa6-b69a-22259ad68ac8.pdf forma sexuada, passando pelos processos de divisão celular (mitose e meiose). A partir da gametogênese e da espermatogênese, formam-se os gametas femininos e masculinos, respectivamente. Para que uma nova vida seja gerada, é necessário que uma série de etapas sejam percorridas e bem-sucedidas. A fecundação marca o início do desenvolvimento embrionário, mas ela só acontece quando há o encontro de um óvulo maduro e saudável com um espermatozoide que consiga penetrá-lo, seja de forma natural, a partir da relação sexual, seja por meio de técnicas de reprodução assistida, como a fertilização in vitro ou a inseminação artificial. São produzidos milhões de espermatozoides, e somente um deles será capaz de dar início a uma nova vida. Nesta etapa de aprendizagem, daremos início ao estudo da embriologia, ciência que investiga como os embriões se desenvolvem, considerando desde o momento da fecundação, quando os gametas se unem para constituir o zigoto, até a completa formação dos seres vivos. Ela observa e estuda os diferentes estágios do desenvolvimento dos organismos, acompanhando todas as transformações que ocorrem desde o início até o nascimento. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Durante o desenvolvimento, podem-se identificar possíveis anormalidades ou doenças congênitas, as quais são ocasionadas por fatores genéticos ou ambientais, que impedem a evolução normal do feto. Compreender os eventos da embriologia auxilia na otimização do conhecimento das alterações pelas quais o corpo passa. Desse modo, torna-se possível saber quais são as mudanças impelidas ao feto, de modo a diminuir os riscos na gestação. Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática profissional. Vamos acompanhar a história de um casal. Ambas as partes têm mais de 35 anos. Eles vêm lidando com uma dificuldade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de exames que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma fertilização in vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Mesmo que a alternativa sugerida seja uma das técnicas de reprodução assistida mais eficazes, ainda não é possível garantir que a gravidez ocorrerá. Apesar de as chances de sucesso serem grandes com a adoção dessa abordagem, o êxito depende da implantação do embrião. Imagine que você, como Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO profissional da saúde, trabalhe para uma clínica especializada em reprodução humana, a qual utiliza técnicas de reprodução assistida, com médicos e especialistas altamente qualificados. O casal procura pela clínica na qual você atua e inicia o procedimento para a FIV (fertilização in vitro). Como você explicaria a relação entre a endometriose detectada na mulher e a recomendação da técnica FIV em vez da inseminação artificial? Em qual caso a técnica de inseminação artificial deveria ser usada? Realizado o processo de fertilização dos gametas, o embrião fica em incubadora, sendo acompanhado por três a cinco dias, até ser transferido para o útero. O que acontece com o embrião durante esse período? Vamos Começar! Vamos Começar! O desenvolvimento embrionário humano é composto por uma série de eventos coordenados para produzir um bebê saudável após semanas de gestação. A gestação depende de acontecimentos prévios para que o corpo crie um ambiente ideal, na intenção de que ocorra a fecundação e a Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO implantação do zigoto, o futuro feto. Primeiro, faz-se necessária a formação dos gametas. Como eles são formados? Ao final da espermatogênese, a partir da meiose, formam-se os gametas masculinos (espermatozoides), e, ao final da oogênese, forma-se o gameta feminino (óvulo). Espermatogênese O processo de formação e desenvolvimento dos espermatozoides é chamado de espermatogênese, que ocorre nos testículos masculinos. Ele é fundamental para a produção das células reprodutivas masculinas, que é dividida em várias etapas distintas e acontece nas estruturas conhecidas como túbulos seminíferos. A espermatogênese se inicia com as células germinativas primordiais, chamadas de espermatogônias (2n), que estão presentes nos túbulos seminíferos. Durante a puberdade, essas células germinativas começam a se dividir por meio de um processo conhecido como mitose. Algumas dessas células permanecem como espermatogônias, enquanto outras se transformam em células especializadas denominadas espermatócitos primários (2n). Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Os espermatócitos primários passam, então, por um processo de divisão celular chamado meiose. Durante a meiose, os cromossomos homólogos se separam, resultando em espermatócitos secundários (n), os quais contêm metade do número de cromossomos da célula original. Os espermatócitos secundários, por sua vez, passam por uma segunda divisão de meiose para produzir espermátides (n), que são células imaturas com apenas um conjunto de cromossomos. As espermátides sofrem uma série de mudanças estruturais complexas, incluindo a compactação do núcleo e a formação de uma cauda flagelada. Esse processo de maturação é conhecido como espermiogênese. No final da espermiogênese, as espermátides se transformam em espermatozoides funcionais, que são liberados nos túbulos seminíferos e eventualmente armazenados no epidídimo, onde amadurecem completamente. Assim, a espermatogênese é um fenômeno altamente coordenado e vital para a produção contínua de espermatozoides ao longo da vida de um homem. Cada etapa desse processo é cuidadosamente regulada por uma série de fatores hormonais e ambientais, a fim de assegurar a produção eficiente de espermatozoides saudáveis. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Oogênese A produção de células reprodutivas nos ovários é chamada de oogênese. Ao contrário da espermatogênese, que tem início nos homens durante a puberdade, a oogênese começa nas mulheres antes mesmo do nascimento. O processo de oogênese é bastante semelhante ao da espermatogênese, envolvendo a ocorrência de meiose, seguida do amadurecimento das células germinativas resultantes. Durante as fases iniciais do desenvolvimento fetal, células germinativas primordiais migram do saco vitelino para os ovários, onde se transformam em oogônias. As oogônias, por serem células diploides, passam por mitose, gerando milhões de células germinativas. No entanto, antes mesmo do nascimento, muitas dessas células germinativas sofrem degeneração, em um processo conhecido como atresia. Algumas dessas células se transformam em oócitosjá esteja formado desde o final da terceira semana do desenvolvimento, quando o coração começa a bater por causa da circulação do sangue, ainda é muito difícil perceber tais batimentos cardíacos pelo ultrassom. Geralmente eles se tornam evidentes a partir da Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO sexta semana de desenvolvimento. Nesse primeiro ultrassom, será possível confirmar a implantação do embrião e visualizar a presença da vesícula vitelina. Além disso, pode- se verificar se a gestação é múltipla. A partir da quarta semana de desenvolvimento, aparecem os brotos dos membros superiores e vestígios dos brotos dos membros inferiores, mas somente na sétima semana é que os membros encontram-se mais desenvolvidos e surgem as membranas entre os raios digitais, as quais separarão os dedos. É importante explicar para F.L.S. que somente ao final da oitava semana o seu bebê começará a apresentar características humanas e, ainda assim, não será possível apontar, por meio do ultrassom, a diferenciação sexual, pois as genitálias externas ainda não estarão visíveis. Essa informação só poderá ser checada entre a 12ª e a 15ª semana. No entanto, a partir da oitava semana é possível realizar o exame de sexagem fetal, com base na análise do sangue da mãe, que, nesse estágio, já está em contato com o sangue do embrião. Nesse procedimento, propõe-se a identificação das características do DNA em busca do cromossomo Y, que identifica se o bebê será um menino. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Por fim, com a informação da data da última menstruação de F.L.S., pode-se afirmar que a provável data do parto seria 20/06/2021. Você deve recordar o cálculo baseado na data do primeiro dia da última menstruação (13/09/2020), acrescido de 7 dias (ou seja, 13+7 = 20), subtraindo três meses em relação ao mês da última menstruação (assim, 9-3 = 6). Ao final, deve-se adicionar um ano (2020+1 = 2021). Saiba mais Saiba mais Da terceira à oitava semana de desenvolvimento O período embrionário, ou de organogênese, estende-se da terceira à oitava semana do desenvolvimento, quando cada um dos três folhetos embrionários – ectoderma, mesoderma e endoderma – dá origem a vários tecidos e órgãos específicos. Ao término do período embrionário, por volta do fim do segundo mês, a maioria dos sistemas orgânicos já se estabeleceu, tornando reconhecíveis as principais características externas do corpo. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO O intervalo compreendido entre a terceira e a oitava semana também é entendido como o período em que a maior parte dos defeitos congênitos é induzida. Antes disso, qualquer agravo ao embrião resultaria em sua morte e aborto espontâneo. Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 6, intitulado “Da terceira à oitava semana: período embrionário”, do livro Langman embriologia médica, cujo link está disponível a seguir. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Referências Referências CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/38%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter06%5D!/4/4/2%4052:2 JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788 527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02 %5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024. Aula 4 Nona semana ao nascimento, placenta e membranas fetais Nona semana ao nascimento, placenta e membranas fetais Nona semana ao nascimento, placenta e membranas fetais Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D Olá, estudante! Você sabe quais são os principais eventos que ocorrem durante o período fetal? Esse período compreende o intervalo entre a nona semana de desenvolvimento e o nascimento do novo indivíduo. Nesta videoaula você investigará importantes ocorrências observadas desde a nona semana de gestação até o parto, além de conhecer as modificações mensais que acontecem com o feto durante esse período. Não perca esta oportunidade de compreender as transformações celulares em um novo ser humano e as fases que compõem esse processo. Vamos lá! Faça o download do arquivo Ponto de Partida Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://content.cogna.com.br/content/dam/cogna/cms2/cc54a05f-8811-4abf-af4d-d6a898e076be/8811/72d8ace2-69d4-5dc0-83d1-4c845df3fd9a.pdf Ponto de Partida A embriologia, como aprendemos, estuda cada uma das fases do desenvolvimento embrionário, considerando desde a fecundação até o nascimento de um novo indivíduo. Essa ciência nos permite compreender os mecanismos de formação dos tecidos, dos órgãos, as mudanças do corpo humano, bem como as interferências que podem ocasionar alguma malformação, deficiência ou alteração genética no indivíduo ainda em desenvolvimento. O novo indivíduo surge de células que se unem para a formação do zigoto, a partir de várias divisões celulares. Ele sofre diversas transformações, sendo chamado de mórula, blástula, gástrula, nêurula, até ser reconhecido como feto. Durante as oito primeiras semanas do desenvolvimento embrionário, cuidados com interferências externas que possam influenciar esse processo são cruciais. Uma vez que os tecidos e órgãos começam a ser desenvolvidos, os sistemas, ainda primitivos, iniciam o seu funcionamento, como o sistema cardiovascular. É nesse período que malformações, problemas congênitos e genéticos se tornam Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO mais frequentes. Ao final da oitava semana do desenvolvimento, o embrião passa a apresentar características mais humanas. É quando se inicia o período fetal, que estudaremos nesta aula. Nesse sentido, acompanharemos os principais eventos ocorridos durante o período fetal, que abrange desde a nona semana de desenvolvimento até o nascimento do novo indivíduo. Trataremos, portanto, das primeiras batidas do coração detectadas pelo ultrassom, dos primeiros movimentos do feto, da formação de cabelo, unhas e cílios, da constituição da genitália externa e da possibilidade de identificar o sexo por meio do ultrassom. Conhecer os mecanismos articulados nesse processo e a necessidade que o organismo tem de se adaptar a cada mudança é uma competência crucial. Daremos destaque, em nossos estudos, à placenta e às membranas fetais, que aparecem ainda no período embrionário. Analisaremos as características de cada uma dessas estruturas, verificando suas atribuições e importância, uma vez que são membranas acessórias extraembrionárias, as quais dão todo o suporte para o feto em desenvolvimento. Além disso, examinaremos o mecanismo do parto e as eventuais complicações que o feto pode apresentar caso Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO nasça prematuro. Para finalizar o estudo sobre o período fetal, você investigará algumas particularidades relacionadas a gestações múltiplas, aprendendo a diferenciá-las. Para auxiliar você durante o processo da aprendizagem, vamos continuar acompanhando a história do casal que apresentava dificuldade paraengravidar há mais de dois anos. Os cônjuges realizaram a fertilização in vitro, e a transferência embrionária promovida por essa técnica foi um sucesso. Depois que o teste sanguíneo de F.L.S. (a mulher) apontou o resultado positivo, ela fez o seu primeiro ultrassom na quinta semana de desenvolvimento. Os embriões ainda estavam muito pequenos, e não foi possível identificar o sexo dos bebês ou ouvir o batimento cardíaco dos gêmeos. Isso mesmo! F.L.S e o seu esposo tiveram uma surpresa ao descobrir que estavam esperando por dois bebês. Ou seja, foi detectada uma gestação múltipla. Durante uma das visitas do casal à clínica, você acompanhou o exame de ultrassonografia de rotina de F.L.S., já em sua 16ª semana de gestação. Os bebês estavam bem e, apesar de o casal estar ansioso para saber o sexo dos bebês, pelo ultrassom só foi possível visualizar a genitália de um dos fetos (uma menina), por causa do posicionamento deles na barriga. Como se trata de uma gestação de gêmeos monozigóticos, você poderia apontar o sexo do outro bebê? Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Foi possível, ainda, visualizar outras estruturas formadas além das genitálias. Quais outras estruturas são formadas durante essa semana do desenvolvimento fetal? Você aproveitou para alertar os pais de que, em casos de gestações múltiplas, as chances de os bebês nascerem antes da provável data de parto, ou seja, de ocorrer um parto prematuro, são maiores. Por que os bebês que nascem antes da 26ª semana têm menos probabilidade de sobreviver? E, no caso de gêmeos que compartilham a mesma placenta, qual síndrome pode ser desenvolvida? Vamos Começar! Vamos Começar! No final da oitava semana de desenvolvimento embrionário, o embrião passa a exibir um aspecto humano. Ao se iniciar a nona semana ou o terceiro mês do desenvolvimento, ele é chamado de feto. A transição de embrião para feto ocorre de forma gradual. Os tecidos e órgãos cuja formação foi iniciada no período embrionário sofrem, no período fetal, um rápido crescimento. A diferença de tamanho entre a cabeça e o Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO corpo diminui, e poucas estruturas novas são formadas. Com isso, os danos causados pelos teratógenos e problemas de malformações tornam-se mais raros nesse período, mas ainda podem ocorrer. A utilização de substâncias tóxicas, por exemplo, pode afetar a visão e o sistema nervoso do feto. Vamos conhecer, a seguir, os principais eventos que marcam o desenvolvimento no período fetal compreendido entre a nona semana e o parto. Principais eventos da nona semana ao nascimento Durante o intervalo entre a nona semana e o nascimento, não há um sistema formal que determine o estágio em que o feto se encontra no período fetal. São levadas em consideração as mudanças que ocorrem nesse período. O crescimento do feto é medido, com o ultrassom, pelo comprimento linear entre a cabeça e a nádega (CRL), bem como pelo comprimento linear entre a cabeça e o calcanhar (CHL), o que torna possível determinar o tamanho e a idade provável do feto. No início da nona semana, a cabeça do feto ainda possui cerca de metade do CRL. Os olhos ainda são bem separados, as pálpebras seguem fusionadas, a face é larga e as orelhas Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO possuem uma implantação baixa. Durante essa semana, os membros inferiores ainda são curtos e relativamente pequenos. A 11ª semana é caracterizada pelo retorno do intestino ao abdome. Entre a nona e a 12ª semana, ocorre a formação da urina, a qual é lançada no líquido amniótico. Parte do líquido é absorvido pelo feto, e os produtos excretados são transferidos para a mãe através da membrana placentária pela circulação materna. No final da 12ª semana, o CRL praticamente dobra de tamanho. Os membros superiores alcançam o seu tamanho relativo ao nascimento, e os membros inferiores, ainda em desenvolvimento, não atingem o tamanho relativo final. A genitália externa (masculina ou feminina) ainda não está completamente desenvolvida. A partir da 14ª semana, os movimentos dos membros notados durante o final do período embrionário passam a ser coordenados e visíveis ao ultrassom. Além disso, os movimentos lentos dos olhos já são perceptíveis. Ainda na 14ª semana acontece a padronização dos cabelos no couro cabeludo. Na 16ª semana, o tecido ósseo inicia a sua formação, assim como os primeiros dentes decíduos. A face já está bem formada, com lábios, boca, nariz e bochechas. O cabelo, as sobrancelhas e cílios são formados, e a genitália externa está desenvolvida. Logo, o sexo do bebê já pode ser identificado por meio da ultrassonografia. O feto já pesa em Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO torno de 200 g e tem cerca de 140 mm. A cabeça, em comparação a um feto na 12ª semana, é relativamente pequena. No período entre a 17ª e a 20ª semana, o crescimento é desacelerado, os membros inferiores alcançam o seu tamanho relativo final e a mãe já pode facilmente sentir os movimentos fetais, isto é, os pontapés. Durante esse período, a pele do feto é coberta pelo verniz caseoso (material gorduroso composto por células mortas secretadas pelas glândulas sebáceas do feto). Além disso, o feto é coberto por uma camada delicada de pelo, conhecida como lanugo, que auxilia na preservação do verniz caseoso e na proteção da pele bastante sensível do feto. O útero fetal feminino é formado, e inicia-se a constituição da vagina, ou, no caso dos fetos masculinos, os testículos começam a descer. Após a 20ª semana de gestação, caso ocorra a morte do feto, este será denominado natimorto. Na 21ª semana são iniciados os movimentos rápidos dos olhos, e, nas semanas seguintes, é possível detectar as piscadas. Na 24ª semana, as unhas já estão formadas, e as células epiteliais secretoras começam a secretar nos pulmões um líquido (surfactante) que mantém os alvéolos pulmonares em desenvolvimento abertos. Da 21ª à 25ª semana, o feto ganha peso e, embora já possa sobreviver caso nasça prematuro, o risco de morte ainda é grande, mesmo com cuidados intensivos, pois, antes Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO da 26ª semana, o sistema respiratório ainda está imaturo, o que aumenta a probabilidade de problemas neurológicos. Nesse período, o feto começa a desenvolver a percepção da dor. Entre a 26ª e a 29ª semana, os pulmões já conseguem fazer trocas gasosas suficientes, e o sistema nervoso central já amadureceu a ponto de permitir o controle da temperatura corporal e guiar os movimentos respiratórios. Ainda assim, caso nasça prematuro, o feto necessitará de cuidados especiais em incubadoras, que ajudarão no controle da temperatura e na respiração artificial. O fator peso é levado em consideração para aumentar as chances de sobrevivência. Os testículos já começam a descer no saco escrotal, o cabelo está desenvolvido, as pálpebras encontram-se abertas e as unhas dos pés se tornam visíveis. Nas últimas semanas do desenvolvimento, que englobam da 30ª à 38ª semana (os dois últimos meses), o feto adquire metade do peso que terá no nascimento, aproximadamente. Durante esse período, o cérebro cresce bastante, a pele já é rósea e os membros superiores e inferiores já estão com o mesmo aspecto que apresentarão no nascimento. O feto já é capaz de responder a estímulos luminosos e sonoros, e desenvolve um aperto firme nas mãos, uma vez que, entre a Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO 37ª e 38ª semana, o sistema nervoso já é considerado maduro para efetuar determinadas interações. Quando se aproxima o final da gestação, o feto ganha em média 14 g de gordura por dia, chegando ao final das 38 semanas com cerca de 3.000 a 3.500 g e CRL aproximado de 36 cm. A circunferência do abdome já é maior do que a da cabeça. Os fetos nascidos durante a 32ª semana têm grandes chances de sobreviver sem o apoio de incubadoras. O bebê já está formado e pronto para o parto. Uma gestação tem duração média de 280dias, ou seja, em torno de 40 semanas após a data da última menstruação (DUM), ou aproximadamente 266 dias (38 semanas) contabilizados após a fecundação. Placenta e membranas fetais O principal local de trocas entre a mãe e o feto, tanto de nutrientes quanto de gases e outras substâncias, é a placenta. A sua formação é iniciada com a proliferação do trofoblasto, das vilosidades coriônicas e do saco coriônico no final da terceira semana de desenvolvimento. A placenta é um órgão materno fetal responsável por conferir suporte nutricional e respiratório ao desenvolvimento do feto. É Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO composta por uma parte fetal (originada do saco coriônico) e uma parte materna (derivada do endométrio). É constituída, ainda, pela decídua basal (componente materno da placenta) e pelo córion frondoso (componente fetal da placenta). Vamos conferir mais detalhes sobre esses componentes? A decídua é o endométrio gravídico, ou seja, o endométrio de uma mulher grávida. Possui três nomeações distintas, de acordo com a região e o local de implantação do concepto: decídua basal (a parte mais distante do concepto); decídua capsular (a parte que recobre o concepto); e decídua parietal (corresponde às partes restantes da decídua). As células deciduais são formadas pelo aumento das células do tecido endometrial, decorrente da elevação dos níveis de progesterona no sangue da mãe. Já o córion frondoso se origina da expansão e do crescimento das vilosidades- tronco, à medida que ocorre a progressão da gravidez. O córion frondoso (ou córion viloso) representa a parte fetal da placenta. Do lado oposto a esse polo embrionário, as vilosidades se degeneram e formam o córion liso. O córion reveste a parede do saco coriônico, cujo tamanho é muito importante para auxiliar na determinação da idade gestacional de embriões, principalmente no caso de pacientes com histórico incerto de menstruação. A partir do Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO ultrassom, é possível detectar os sacos coriônicos com diâmetros entre 2 e 3 mm, os quais indicam aproximadamente 18 dias de idade gestacional após a fecundação. Conforme o feto cresce, o que ocorre? A decídua capsular se une com a decídua parietal e, aos poucos, obstrui a cavidade uterina. A cavidade coriônica também é obstruída, e ocorre a fusão entre o âmnio e o córion, que resulta na membrana amniocoriônica. A mulher, quando inicia o trabalho de parto, normalmente tem a sua bolsa d’água rompida, certo? O “tampão” ou membrana que se rompe é a membrana amniocoriônica. Quando essa membrana “estoura”, o fluido amniótico é perdido por meio do colo uterino e vagina. A placenta é limitada, do lado fetal, pela placa coriônica e, do lado materno, pela decídua basal (placa decidual). Entre essas placas, o sangue materno preenche os espaços intervilosos derivados das lacunas do sinciciotrofoblasto. Lembra-se dele? Essa estrutura corresponde às camadas externas do trofoblasto. A placenta cresce juntamente com o feto e o útero durante o desenvolvimento do feto. Por volta do terceiro mês, a placenta está completa. Já entre o quarto e o quinto mês, são formados os septos placentários (septos que crescem em direção aos espaços intervilosos), dividindo Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO a placenta em cotilédones (espaços irregulares formados na parte fetal da placenta, os quais são delimitados pelos septos placentários). O formato da placenta é discoide, e ela é expelida da cavidade uterina após o parto. No final da gravidez, a placenta já ocupa cerca de 30% da superfície interna do útero, pesa aproximadamente 500 g e possui, em média, 20 cm de diâmetro e 3 cm de espessura. A partir da terceira semana do desenvolvimento embrionário, inicia-se o desenvolvimento cardiovascular, com o surgimento do primórdio da circulação uteroplacentária. Mas como acontecerá a circulação placentária? Na quarta semana, a placenta forma a rede vascular, a partir das vilosidades coriônicas que cobrem o saco coriônico. O endométrio tem artérias espiraladas que atravessam a placa decidual e os espaços intervilosos, banhando, com sangue oxigenado, as vilosidades coriônicas. Nesse momento, por se tratar de vasos estreitos, o sangue é encontrado sob grande pressão. À medida que essa pressão diminui, o sangue flui, atingindo a decídua, até penetrar nas veias endometriais. O sangue materno e o sangue fetal são separados pela membrana placentária, formada por tecidos das vilosidades coriônicas. Essa membrana, até o quinto mês do desenvolvimento embrionário, é composta pelo sinciciotrofoblasto, citotrofoblasto, mesoderma extraembrionário e endotélio dos vasos sanguíneos do feto. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Depois, o citotrofoblasto se degenera, o mesoderma extraembrionário diminui e a membrana se reduz ao sinciciotrofoblasto e ao endotélio, permitindo que as trocas de substâncias entre a mãe e o feto em crescimento ocorram com mais facilidade. Por meio da veia do cordão umbilical, o oxigênio e os nutrientes atravessam a membrana placentária, sendo difundidos do sangue materno para o sangue fetal. Já o gás carbônico e a ureia, entre outros resíduos do metabolismo fetal, são disseminados no sentido inverso, isto é, do feto para a mãe, porque a mãe realizará a troca do gás carbônico por oxigênio, nos pulmões, e a ureia será excretada através dos rins, auxiliando no desenvolvimento do feto. Cada substância transportada entre a mãe e o feto, e vice-versa, exigirá um tipo de transporte. Por exemplo, água, gases, ureia e hormônios esteroides são transportados por difusão simples. A glicose, no entanto, é transportada por difusão facilitada. Já os aminoácidos, lipídios e grande parte das vitaminas são transportados por transporte ativo. A placenta, em conjunto com o cordão umbilical (composto por duas artérias e uma veia), forma um verdadeiro sistema de transportes entre a mãe e o feto. Podemos, então, destacar algumas das principais funções da placenta, como: participação no metabolismo (síntese de glicogênio, ácidos graxos, colesterol, etc.); transporte de nutrientes e gases Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO (oxigênio, gás carbônico, água, aminoácidos, hormônios, vitaminas, anticorpos maternos, medicamentos, drogas, agentes infecciosos, etc.); excreção de resíduos (como a ureia); e síntese e secreções endócrinas (gonadotrofina coriônica humana – hCG, progesterona, estrógenos, etc.). As membranas fetais ou anexos embrionários são as estruturas que surgem durante o desenvolvimento embrionário a partir das camadas germinativas, auxiliando na separação entre o embrião (ou feto) e o endométrio. Elas se originam do zigoto e, com exceção do saco vitelino e do alantoide, não participam da formação do embrião. Vamos conferir, a partir de agora, as funções de cada uma dessas membranas. Iniciaremos pelo âmnio, membrana fetal que forma o saco amniótico, cheio de líquido (líquido amniótico), o qual envolve o embrião (ou feto), evitando o ressecamento deste, além de conferir proteção contra choques mecânicos. À medida que o seu tamanho aumenta, o âmnio se une à cavidade coriônica e forma a membrana amniocoriônica. O líquido amniótico é inicialmente composto pelo líquido secretado pelas células amnióticas. A maior parte desse líquido é proveniente do fluido tecidual materno. A passagem de água e solutos do feto para a cavidade Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO amniótica ocorre através da pele e pelas vias respiratórias e gastrointestinais do feto. A partir da 11ª semana, o feto auxilia na formação do líquido amniótico pela urina expelida. A composição do líquido amniótico inclui compostos orgânicos e sais inorgânicos em proporções aproximadamente iguais. Metade desses compostos orgânicos é formada por proteínas e a outra metade, por carboidratos, enzimas, gorduras e hormônios. O líquido amniótico tem as funções de permitir o crescimentoexterno simétrico do embrião durante o seu desenvolvimento, formar uma barreira contra infeções, impedir o contato entre o âmnio e o embrião, além de proteger o embrião contra choques, lesões e traumatismos. Contribui, ainda, com o desenvolvimento muscular, do pulmão fetal e auxilia no controle da temperatura do feto. Por meio de estudos das células presentes no líquido amniótico, podem-se detectar anomalias cromossômicas. O córion, como já aprendemos, está relacionado ao tecido uterino e, após formar as vilosidades coriônicas, dá origem à placenta. O saco vitelino (ou vesícula umbilical) é essencial para a transferência de nutrientes durante a segunda e terceira semanas de desenvolvimento, antes de a circulação uteroplacentária ser estabelecida, ainda na terceira semana. As células do sangue, na terceira semana, recobrem o saco vitelino e iniciam a formação do fígado até a sexta semana, Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO quando as atividades hematopoiéticas começam. O saco vitelino é reduzido durante a quarta semana de desenvolvimento, sendo incorporado à formação do intestino primitivo. As células germinativas primitivas do saco vitelino se diferenciam e migram para as glândulas sexuais em desenvolvimento, as quais, por sua vez, se diferenciarão em espermatogônias e ovogônias. Nesse sentido, o saco vitelino não é funcional em relação ao armazenamento de vitelo no caso do desenvolvimento humano, mas desempenha um papel importante, como pudemos perceber. Por fim, o alantoide, assim como o saco vitelino, não é funcional para os embriões humanos, mas é essencial na formação do sangue em sua parede durante a terceira e quinta semanas do desenvolvimento. A partir dos seus vasos sanguíneos, formam-se as artérias e a veia umbilical. Com o crescimento da bexiga, o alantoide involui e constitui um tubo espesso, o úraco, o qual, após o nascimento, se torna o cordão fibroso (ligamento umbilical mediano) que abrange o ápice da bexiga urinária até o umbigo. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 1 | Desenvolvimento da placenta e membranas fetais.Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. 72). Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Nota: A – Secção coronal do útero mostrando a protuberância da decídua capsular e o saco coriônico expandindo em 4 semanas. B – Ilustração ampliada do local de implantação. Os vilos coriônicos foram expostos por um corte de abertura na decídua capsular. C a F – Secções sagitais de útero gravídico da 5ª à 22ª semana (gestação) mostrando as alterações das relações das membranas fetais com a decídua. F – O âmnio e o córion estão fusionados entre si e com a decídua parietal, obliterando a cavidade uterina. É importante saber que, após o parto, as membranas fetais (anexos embrionários), assim como a placenta e o cordão umbilical, são expulsos do corpo. A seguir, conheceremos alguns eventos cruciais que envolvem o parto. Parto O parto é o momento do nascimento, no qual o feto, a placenta e os anexos embrionários (ou membranas fetais) são expelidos do corpo materno. O trabalho de parto (sequência de contrações uterinas) resulta na dilatação do colo uterino para a saída do feto. Esse processo é decorrente da ação secretada pelo hormônio liberador de corticotrofina pelo hipotálamo do feto. Tal hormônio estimula a produção Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) pela hipófise, que provocará outra reação: a secreção de cortisol pelo córtex suprarrenal. Há um aumento de estrógeno, já que o cortisol está relacionado à síntese de estrógenos, os quais, por sua vez, liberam a ocitocina, estimulando as contrações peristálticas do músculo liso do útero. Os estrógenos aumentam a contração do miométrio e incentivam a liberação de mais ocitocina e prostaglandinas. Durante o trabalho de parto, as contrações inicialmente são espaçadas e, aos poucos, forçam o âmnio e o córion liso para dentro do colo do útero, dilatando-o progressivamente. A membrana amniocoriônica é rompida, e o líquido amniótico é expelido pela vagina. Nesse momento, as contrações uterinas já são mais fortes, e, com a ajuda da contração dos músculos abdominais, o feto é expulso com as demais membranas fetais. Assim que o feto sai do corpo da mãe, ele passa a ser chamado de recém-nascido. A placenta é separada da parede uterina logo que o feto nasce. Durante esse período, para que seja controlado o sangramento excessivo, as contrações do útero comprimem as artérias, o que dura em torno de 15 minutos. Caso a placenta fique aderida ou não seja expelida depois de aproximadamente 60 minutos, pode haver hemorragia pós-parto. Siga em Frente... Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Siga em Frente... Múltiplas gestações As gestações múltiplas são aquelas em que a mulher fica grávida de dois ou mais conceptos de uma única vez. Estão associadas a um risco maior de morbidade e mortalidade fetal, se comparadas às gestações únicas. As anomalias cromossômicas são maiores e, conforme o número de fetos aumenta, o risco se torna progressivo. Parto prematuro, hipertensão ou diabetes gestacional, anemia e crescimento fetal reduzido são alguns dos riscos para a mãe e os fetos nesse contexto. A incidência de múltiplas gestações aumenta com o uso de técnicas de reprodução assistida, como a fertilização in vitro. E como os gêmeos são formados? Os gêmeos podem se originar de dois zigotos diferentes (gêmeos dizigóticos – DZ, bivitelinos ou dicoriônicos) ou de um único zigoto (gêmeos monozigóticos – MZ, univitelinos ou monocoriônicos). Nesses casos, a placenta e as membranas fetais estão relacionadas com a origem dos gêmeos. As gestações de gêmeos dizigóticos ocorrem em maior número. Antes do início da clivagem, os gêmeos são resultantes da separação de blastômeros. Cada um tem o seu âmnio, Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO córion e placenta, e essas membranas podem ou não se fundir. Em gêmeos monozigóticos, é comum que ambos os embriões partilhem da mesma placenta e se desenvolvam no mesmo córion. No entanto, eles podem ou não ter o mesmo âmnio (monoamniótico ou diamniótico). Cada embrião apresenta, ainda, o seu sistema vascular individual. Mas, em alguns casos, os embriões podem ser fundidos quando dividem a mesma placenta. Nessas circunstâncias, um gêmeo pode receber uma proporção maior de fluxo sanguíneo do que o outro, acarretando problemas de deformações, atrofias no crescimento, entre outras disfunções. Os gêmeos DZ são originados da fecundação de dois oócitos por dois espermatozoides, o que lhes confere a possibilidade de apresentar o mesmo sexo ou sexos diferentes, sendo fraternos. Gêmeos dizigóticos têm características semelhantes, assim como acontece em qualquer outro grupo de irmãos. Já os gêmeos MZ são originados da fecundação de um ovócito e desenvolvidos a partir de um único zigoto. Os gêmeos monozigóticos são sempre do mesmo sexo, similares na aparência física e geneticamente idênticos. Vale lembrar que, nesse contexto, as impressões digitais e algumas características fenotípicas são distintas, pois são resultantes da interação do genótipo com o meio ambiente. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO No caso de trigêmeos, quádruplos, quíntuplos, e assim por diante, os nascimentos múltiplos podem ser originados de um único zigoto (sendo idênticos), de dois zigotos (com gêmeos idênticos e outro diferente) ou, ainda, de um zigoto para cada gêmeo, o que lhes permite ter sexos iguais ou distintos. Além disso, as semelhanças entre eles são bem mais evidentes do que as de irmãos de gestações distintas. Você já deve ter ouvido falar sobre gêmeos siameses, que, em alguns casos de sucesso, são separados em cirurgia. Os gêmeos siameses correspondem a eventos raros nos quais o disco embrionário não é dividido completamente. Logo, podem ser formados gêmeos monozigóticos conjugados. No âmbito da genéticahumana, o estudo dos gêmeos é importante para comparar a influência do ambiente e as ações dos genes durante o desenvolvimento. As condições anormais, quando não exibem um padrão genético simples, podem ser comparadas à ocorrência em gêmeos para verificar se a hereditariedade está envolvida. Compreender o desenvolvimento humano é fundamental para o entendimento da vida. Os processos sucedidos desde o momento da fecundação até o nascimento de um novo indivíduo são fascinantes e, ao mesmo tempo, complexos. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Os principais eventos e as transformações pelas quais células, tecidos e órgãos passam foram elencados nesta etapa de aprendizagem para que você possa associar a vida aos conceitos de biologia celular, de genética e de embriologia, a fim de perceber que todos esses elementos estão interligados. Vamos Exercitar? Vamos Exercitar? Agora que você já é capaz de descrever e identificar as etapas do desenvolvimento embrionário, contemplando desde a fecundação até o momento do parto, conhecendo os principais eventos que ocorrem durante essas etapas, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. O casal que recorreu à técnica de fertilização in vitro na clínica de reprodução humana onde você trabalha obteve sucesso com a adoção dessa abordagem. F.L.S. (a mulher) e o seu esposo serão pais de gêmeos, visto que foi detectada uma gestação múltipla em um dos ultrassons feitos. No Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO exame de ultrassom realizado na 16ª semana de gestação, a expectativa dos pais era descobrir o sexo dos gêmeos, mas, por causa do posicionamento dos fetos, foi possível visualizar somente a genitália externa de um deles (uma menina). No entanto, por se tratar de uma gestação de gêmeos monozigóticos, você poderia facilmente afirmar o sexo do outro bebê, certo? Nesse mesmo exame, outras estruturas formadas, além das genitálias, puderam ser observadas. Quais outras estruturas são formadas durante essa semana do desenvolvimento fetal? Você deve se lembrar de que as gestações múltiplas estão associadas a um risco maior de morbidade e mortalidade fetal, se comparadas às gestações de um único concepto. Por essa razão, os cuidados durante a gravidez devem ser intensificados, e o acompanhamento durante a gestação gemelar monocoriônica (em que os fetos compartilham a mesma cavidade coriônica) precisa ocorrer em intervalos menores, para o benefício da saúde da mãe e dos fetos, pois, caso qualquer alteração seja notificada, haverá possibilidades maiores de intervenção. A gravidez de gêmeos monozigóticos (MZ), também chamados de univitelinos ou monocoriônicos, provém da fertilização de um único ovócito, ou seja, da formação de um Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO único zigoto. Durante o desenvolvimento do zigoto, nos estágios iniciais de divisão celular, a massa celular interna se divide em dois grupos separados de células dentro da mesma cavidade do blastocisto, dando origem aos gêmeos monozigóticos, que compartilham a mesma placenta e cavidade coriônica. No entanto, cada embrião tem o seu âmnio. Há outras possibilidades de formação dos gêmeos MZ. Os gêmeos MZ são sempre do mesmo sexo, sendo chamados de gêmeos idênticos, por isso você poderia afirmar que o casal está à espera de duas meninas. Na 16ª semana de desenvolvimento, a face já está formada e é possível verificar os lábios, a boca, nariz e bochechas do feto. Além da genitália externa desenvolvida, pode-se observar o início da formação do cabelo e dos cílios. Os membros superiores já estão bem desenvolvidos, e os movimentos dos membros e dos olhos tornam-se perceptíveis no ultrassom. Contudo, a mãe só passa a senti- los fisicamente entre a 17ª a 20ª semana. Os fetos que nascem antes da 26ª semana de desenvolvimento ainda têm o sistema respiratório muito imaturo e, por mais que recebam cuidados intensivos e permaneçam em incubadoras, a probabilidade de sobrevivência é pequena. Eles também não têm um peso “adequado”, e o risco de desenvolverem problemas neurológicos é muito grande. Após esse período, os pulmões Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO começam a amadurecer e já conseguem efetuar trocas gasosas, mesmo que necessitem de auxílio, aumentando as chances de sobrevivência do feto. No caso de gêmeos que compartilham a mesma placenta, pode ocorrer a síndrome da transfusão feto-fetal, em que há um desequilíbrio na quantidade de sangue que um feto recebe em relação ao outro. Durante o desenvolvimento, o feto é totalmente dependente da placenta para crescer, nutrir-se e amadurecer, porém, quando o compartilhamento da placenta favorece um feto em detrimento de outro, por mais que eles sejam geneticamente idênticos, um feto acaba sendo prejudicado, tornando-se menor em comparação ao outro. Assim, pode não sobreviver. O diagnóstico pode ser realizado por ultrassom, geralmente por volta da 19ª semana de gestação. Em alguns casos, o quadro ainda é detectado de maneira precoce, em 16 semanas. Saiba mais Saiba mais Desenvolvimento do feto Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO O intervalo compreendido entre o início da nona semana e o nascimento do bebê é chamado de período fetal, caracterizado pela maturação dos tecidos e dos órgãos e pelo crescimento corporal rápido. O comprimento do feto normalmente é indicado como comprimento craniocaudal (CCC) (altura quando está sentado) ou como comprimento crânio-tornozelo (CCT), que corresponde à medida do vértice do crânio até o tornozelo (altura em pé). Essas medidas, expressas em centímetros, estão relacionadas com a idade do feto em semanas ou meses. O crescimento em comprimento é particularmente evidente durante o terceiro, quarto e quinto meses, enquanto o aumento de peso é mais notável nos últimos dois meses de gestação. Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 8, intitulado “Da nona semana ao nascimento: feto e placenta”, do livro Langman embriologia médica, cujo link está disponível a seguir. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Referências Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/42%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter08%5D!/4/4/2%4052:2 Referências CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788 527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02 %5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024. Aula 5 Introdução à Biologia do Desenvolvimento Videoaula de Encerramento Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D Videoaula de Encerramento Olá, estudante! Nesta videoaula recordaremos algumas informações importantes relacionadas à embriologia, a fim de entender como ocorre o desenvolvimento dos organismos vivos. Os seres vivos se reproduzem de forma sexuada e passam pelos processos de divisão celular (mitose e meiose). A partir da gametogênese e da espermatogênese, são formados os gametas femininos e masculinos, respectivamente. Aembriologia se refere ao estudo do processo de desenvolvimento de embriões, contemplando desde a fecundação (união dos gametas femininos e masculinos, que constitui o zigoto) até a formação dos seres vivos. Você já se perguntou quais são as etapas necessárias para que uma nova vida seja gerada? Você conseguirá Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO responder a esse questionamento depois de assistir a este conteúdo. Preparado? Vamos lá! Faça o download do arquivo Ponto de Chegada Ponto de Chegada Olá, estudante! Para desenvolver a competência associada a esta unidade de aprendizagem, que é “Conhecer e identificar as etapas do desenvolvimento embrionário”, você deverá, antes de tudo, conhecer os primeiros processos de formação de um novo indivíduo. Tudo começa durante a gametogênese, quando as células-tronco germinativas sofrem uma série de divisões celulares compreendidas pela mitose e meiose, culminando na formação dos gametas sexuais haploides feminino (óvulo) e masculino (espermatozoide). Durante a fecundação, diversos eventos ocorrem para propiciar a fusão entre o espermatozoide e o óvulo, na intenção de formar um zigoto diploide. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://content.cogna.com.br/content/dam/cogna/cms2/cc54a05f-8811-4abf-af4d-d6a898e076be/8811/cf4d6abf-ac45-5b5d-88ff-998d345f111e.pdf Na primeira semana de desenvolvimento embrionário, o zigoto passa por várias divisões celulares rápidas, compondo um aglomerado de células chamado de blastocisto. Esse pequeno grupo de células é transportado pelo útero até implantar-se no endométrio. À medida que o desenvolvimento embrionário avança para a segunda e terceira semanas, ocorre a gastrulação, momento no qual o embrião passa a se transformar. Além disso, acontece a formação das três camadas germinativas (ectoderma, mesoderma e endoderma), cada uma destinada a desempenhar um papel crucial na composição dos diferentes sistemas do corpo humano. A quarta semana é marcada pela neurulação, quando o tubo neural começa a se formar a partir do ectoderma, o qual é o precursor do sistema nervoso central e da medula espinhal. Conforme seguimos para a quinta semana, os rudimentos dos órgãos passam a se formar. Os membros começam a aparecer como projeções laterais do embrião. Durante a sexta semana, os sistemas de órgãos continuam a se desenvolver, tornando-se mais complexos. O coração começa a bater e a circular o sangue pelo corpo em desenvolvimento. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Na sétima semana, os contornos faciais ficam mais definidos, e os olhos e orelhas começam a se formar. O embrião passa a ficar mais parecido com um ser humano em miniatura. Durante a oitava semana, os órgãos internos continuam a se desenvolver, e os membros se alongam, ficando mais distinguíveis. O embrião, agora, é chamado de feto. A nona semana marca o fim do período embrionário e o início do período fetal. O feto em formação, embora ainda em estágios iniciais, exibe características humanas reconhecíveis. É Hora de Praticar! É Hora de Praticar! Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Para contextualizar sua aprendizagem, imagine a seguinte situação: um recém-nascido, do sexo feminino, fruto de uma gestação sem intercorrências e vigiada, acaba de nascer no Hospital Santa Maria. Não foram apresentadas alterações nas ecografias pré-natais, o parto foi espontâneo e a idade gestacional estava adequada. No entanto, o exame físico realizado na recém-nascida revelou uma tumefacção na região sacrococcígea, redonda, coberta por pele e pelos, de tonalidade vinosa. Constatou-se que se trata de um teratoma sacrococcígeo provocado pelo fato de a linha primitiva não ter desaparecido por completo durante o desenvolvimento embrionário. Será realizada uma cirurgia para a retirada desse tumor, sem prejuízos aparentes para a recém-nascida. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Como você, profissional da saúde, relaciona o fato ocorrido com o desenvolvimento embrionário? Em qual momento é formada a linha primitiva e para que ela serve? Em qual instante poderia ter acontecido o aparecimento desse teratoma sacrococcígeo? Reflita Para consolidar o que foi apreendido durante as aulas, reflita sobre as seguintes questões: Como a compreensão dos processos biológicos envolvidos no desenvolvimento embrionário pode impactar nossa visão sobre questões éticas relacionadas à reprodução assistida e manipulação genética? Quais são os desafios éticos e morais enfrentados pela sociedade contemporânea ao lidar com questões como fertilização in vitro, seleção de embriões e edição genética, à luz do desenvolvimento embrionário? Resolução do Estudo de Caso Para resolver a situação apresentada anteriormente, primeiro é necessário saber o que é um teratoma Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO sacrococcígeo. Trata-se de uma neoplasia diagnosticada com maior frequência no período neonatal. Apesar de poder ser detectado por meio de ultrassonografia durante o acompanhamento pré-natal, muitas vezes esse tumor é identificado apenas após o nascimento do bebê. Comumente acomete os recém-nascidos, com uma maior incidência sobre o sexo feminino. Ocorre, aproximadamente, um caso a cada 27 mil nascimentos. Esse tumor é geralmente decorrente de resquícios da linha primitiva, contendo vários tecidos, como músculo, tecido adiposo e epitelial, incluindo, ainda, cabelos e dentes. A linha primitiva é proveniente do espessamento do epiblasto e da migração das células do epiblasto para o disco embrionário, processo que acontece durante a terceira semana do desenvolvimento embrionário, marcando o início da gastrulação. Assim que o embrião adquire a linha primitiva, passa a obter simetria (lados direito/esquerdo, superfícies dorsal/vertical e extremidades cefálica/caudal). Normalmente a linha primitiva desaparece no final da quarta semana de desenvolvimento, mas, quando isso não ocorre, o motivo pode ser o acúmulo de restos de tecidos que formam o tumor na região sacral e coccígea. Esse tumor é composto por células pluripotentes, ou seja, com alto potencial de multiplicação. Na maioria das vezes, o tumor é benigno. Quando detectado ainda na gestação, a cirurgia pode ser Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO planejada. Na maior parte dos casos, os resultados pós- cirúrgicos são positivos. Assimile O mapa mental a seguir apresenta uma visão geral das principais etapas do desenvolvimento humano, considerando desde a fertilização até a nona semana do desenvolvimento embrionário. Referências Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788 527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02 %5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5Dprimários, os quais entram na prófase da meiose I durante o desenvolvimento fetal, mas só concluem essa fase após a puberdade. No decorrer desse processo prolongado, cada oócito primário é envolvido por uma camada única de células foliculares planas, formando o que é conhecido como folículo ovariano primordial. Por ocasião do nascimento, existem aproximadamente 200 mil a 2 milhões de oócitos Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO primários em cada ovário. Dentre esses, cerca de 40 mil permanecem por ocasião da puberdade e em torno de 400 amadurecerão e se tornarão oócitos secundários durante o período fértil da vida das mulheres. O restante dos oócitos primários sofre atresia. Desse modo, apenas cerca de 400 se transformarão em gametas maduros, um a cada ciclo menstrual. Essa fase terá início somente quando a menina alcançar sua maturidade sexual, a partir dos 11 anos de idade, aproximadamente. Após a puberdade e até a menopausa, todos os meses, as gonadotrofinas (FSH e LH), produzidas pela adeno-hipófise, continuam estimulando o desenvolvimento de diversos folículos ovarianos primordiais. No entanto, geralmente apenas um desses folículos atinge a maturidade necessária para a ovulação. Alguns dos folículos ovarianos primordiais começam a crescer e se tornam folículos ovarianos primários. Cada um desses folículos primários é composto por um oócito primário, cercado por várias camadas de células granulosas cúbicas e colunares baixas em estágios posteriores de desenvolvimento. As células granulosas externas são sustentadas por uma membrana basal. Enquanto o folículo ovariano primário cresce, forma-se uma camada de glicoproteína clara, denominada zona pelúcida, entre o oócito primário e as células granulosas. Além disso, as células estromais em torno da membrana basal passam a Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO formar uma camada organizada conhecida como teca folicular. O folículo ovariano primário amadurece e se torna um folículo ovariano secundário. No folículo ovariano secundário, as células granulosas começam a secretar líquido folicular, que se acumula em uma cavidade denominada antro, no centro do folículo ovariano secundário. A camada mais interna de células granulosas fica firmemente conectada à zona pelúcida e passa a ser denominada coroa radiada. O folículo ovariano secundário evolui para um estágio maduro conhecido como folículo ovariano terciário. Durante esse período, pouco antes da ovulação, o oócito primário diploide completa a meiose I, resultando na formação de duas células haploides de tamanhos diferentes – ambas com 23 cromossomos. Uma dessas células, chamada de primeiro corpúsculo polar, é essencialmente uma pequena estrutura que contém material nuclear descartado. A célula maior, denominada oócito secundário, recebe a maior parte do citoplasma. Após a sua formação, o oócito secundário inicia a meiose II, mas esta é interrompida na fase da metáfase. Logo em seguida, o folículo terciário se rompe, liberando o oócito secundário em um processo chamado de ovulação. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Durante a ovulação, o oócito secundário é liberado na cavidade pélvica, sendo acompanhado pelo primeiro corpúsculo polar e pela coroa radiada. Geralmente, essas células são direcionadas para a tuba uterina. Se não houver fertilização, tais células se degradam. Contudo, se espermatozoides estiverem presentes na tuba uterina e um deles fecundar o oócito secundário, a meiose II será reiniciada. O oócito secundário divide-se em duas células haploides, novamente com diferentes tamanhos. A célula maior é chamada oótide, enquanto a menor é o segundo corpúsculo polar. Os núcleos do espermatozoide e da oótide se fundem para formar um zigoto diploide. Se o primeiro corpúsculo polar sofrer outra divisão para produzir dois corpúsculos polares, então o primário oócito dará origem a três corpúsculos polares haploides, que degeneram, e a uma oótide haploide. Portanto, um oócito primário dá origem a um único gameta (oótide). Em contrapartida, nos homens um espermatócito primário produz quatro gametas (espermatozoides). Observe na Figura 1, a seguir, os processos de espermatogênese e oogênese. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 1 | Espermatogênese versus oogênese. Fonte: adaptada de Adobe Stock. Siga em Frente... Siga em Frente... Fecundação Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A fecundação ou fertilização marca o início da primeira semana do desenvolvimento humano. O processo ocorre com o encontro do óvulo e do espermatozoide, a partir da relação sexual (quando acontece de forma natural), quando os milhares de espermatozoides lançados por meio da ejaculação dentro do corpo da mulher percorrem o útero até a tuba uterina para encontrar o óvulo, e apenas um deles consegue penetrar no óvulo (salvo os casos de gêmeos). Para penetrar no óvulo, os espermatozoides contam com a sua estrutura, o acrossomo. Lembra-se dela? Essa estrutura possui enzimas digestivas que auxiliam na decomposição da membrana externa do ovócito (zona pelúcida), permitindo a penetração no óvulo. Quando o ovócito é liberado do ovário, encontra-se envolto por uma rede de filamentos glicoproteicos chamada de zona pelúcida. Externamente a esses filamentos, ainda existe um envoltório de células foliculares, derivadas do ovário, denominado corona radiata. Para que aconteça a fecundação, o espermatozoide deverá inicialmente passar pela corona radiata e atingir a zona pelúcida. Nesse momento, ele sofrerá alterações, as quais resultarão na formação da membrana de fecundação, que impede a penetração de outros espermatozoides no ovócito. Ao mesmo tempo, a meiose do ovócito, que havia sido Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO paralisada no processo de ovogênese, é finalizada, dando origem ao óvulo e formando o segundo corpúsculo polar. Figura 2 | Estrutura de oócito secundário e fecundação. Fonte: acervo Kroton. A célula haploide do espermatozoide se junta à célula haploide do ovócito, formando o zigoto (célula diploide, contendo cromossomos maternos e paternos) ou marcando o início da formação de um novo ser, encerrando a fertilização. Todo esse processo, apesar de rápido, é Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO complexo e envolve várias fases. Vamos conhecê-las mais detalhadamente a seguir. A primeira fase é caracterizada pela passagem do espermatozoide através das células da corona radiata do oócito ou óvulo. Nessa etapa, o óvulo é liberado junto de uma camada que o envolve, a corona radiata, a qual emite sinais químicos responsáveis por atrair os espermatozoides até o óvulo. O primeiro desafio do espermatozoide é atravessar essa camada. Assim, o acrossomo libera enzimas que são auxiliadas por enzimas emitidas pela mucosa da tuba uterina e, juntamente com os movimentos da cauda do espermatozoide, provocam a movimentação das células da corona, permitindo que o espermatozoide entre em contato com a zona pelúcida. Em seguida, inicia-se a segunda fase, a penetração da zona pelúcida. A zona pelúcida é uma camada glicoproteica que protege o óvulo, envolvendo a sua parte externa. Essa camada não contém células. Para penetrá-la, o acrossomo libera enzimas como acrosina, neuraminidase e esterase. Juntas, essas enzimas causam a lise da zona pelúcida, viabilizando a penetração do espermatozoide ao alcance do óvulo. Assim que um espermatozoide penetra na zona pelúcida, ela impossibilita a penetração de outros espermatozoides, uma vez que se torna impermeável, formando a membrana de fecundação. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Após a penetração do espermatozoide, ocorre a fusão de membranas. As membranas plasmáticas do óvulo e do espermatozoide se unem, e a cabeça e a cauda do espermatozoide entram no citoplasma do óvulo. A membrana do espermatozoide e as mitocôndrias não entram no óvulo, mas são destruídas.Com isso, acontece o término da segunda divisão meiótica do ovócito. Para entender essa etapa, é necessário se lembrar do processo de ovogênese, no qual o ovócito, ao sofrer a segunda divisão da meiose, produz um ovócito maduro e um segundo corpo polar. Ocorre a descondensação dos cromossomos do núcleo do óvulo, e forma-se o pronúcleo feminino. O pronúcleo masculino é formado na fase seguinte, com a degeneração da cauda do espermatozoide e o aumento do volume do núcleo. Os pronúcleos, durante o crescimento, replicam o material genético (DNA), quando acontece a fusão dos pronúcleos. A última fase da fertilização é marcada pela união dos dois pronúcleos, formando uma única estrutura que contém informações dos genitores. A nova célula criada é conhecida como zigoto ou célula-ovo, a qual se deslocará até o útero para dar início à nova vida que será desenvolvida. É importante ressaltar que o zigoto é uma célula totipotente, com capacidade de se diferenciar em qualquer tipo de célula. Ele é composto por 46 cromossomos (23 cromossomos do gameta masculino e 23 cromossomos do Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO gameta feminino), sendo, portanto, uma célula diploide. Nesse instante, também ocorre a determinação cromossômica do sexo (XX ou XY). Para que a fecundação aconteça, é necessário que a mulher esteja no período fértil, ou seja, esteja ovulando. Além disso, é preciso que o espermatozoide alcance o óvulo e ambas as estruturas se unam, dando origem ao zigoto. O óvulo se mantém viável para a fertilização por 24 horas, e os espermatozoides permanecem viáveis no corpo feminino nas primeiras 48 horas após a relação. Vamos Exercitar? Vamos Exercitar? Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito da gametogênese e da fecundação, vamos resolver a situação- problema apresentada no início desta aula. Um casal procurou pela clínica na qual você atua para iniciar o procedimento de FIV (fertilização in vitro). Como você Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO explicaria a relação entre a endometriose detectada na mulher e a recomendação da técnica FIV em vez da inseminação artificial? Em qual caso a técnica de inseminação artificial deveria ser usada? Realizado o processo de fertilização dos gametas, o embrião fica em incubadora, sendo acompanhado por três a cinco dias, até ser transferido para o útero. O que acontece com o embrião durante esse período? Primeiro, é necessário se lembrar de que uma gravidez é iniciada apenas quando há a fecundação ou fertilização, ou seja, o encontro de um óvulo (gameta feminino) com um espermatozoide (gameta masculino), gerando um zigoto (embrião). A partir de então, existe uma série de eventos pelos quais o embrião passa até a implantação no útero da mulher, quando, de fato, torna-se possível identificar a gravidez por meio de testes (com base na dosagem do hormônio gonadotrofina coriônica humana – hCG). A endometriose é uma doença que apresenta a migração do tecido que reveste a cavidade uterina, o endométrio, para outras estruturas fora do útero, como ovários, trompas e até mesmo intestino e bexiga. O tecido estimula fatores inflamatórios, tornando-se mais espesso, e, em alguns casos, pode provocar dores intensas no período menstrual. Já em Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO outros contextos, é imperceptível. Isso significa que essa doença tem diferentes graus e características. Logo, deve ser diagnosticada por médicos especialistas durante exames físicos ou complementares ginecológicos. Somente esses profissionais poderão afirmar se há algum tipo de tratamento adequado para o caso ou se uma cirurgia será requerida. O principal aspecto que associa a endometriose à infertilidade é o fato de que, quando em grau mais avançado, ela produz um processo inflamatório tubário, o qual interfere na mobilidade das trompas e, consequentemente, dificulta o processo de fecundação, que geralmente ocorre ainda na tuba uterina. Por essa razão, para o casal da situação-problema, a FIV foi indicada. A fertilização in vitro consiste em uma técnica na qual os óvulos são fertilizados em laboratório, unindo os gametas masculinos e femininos fora do corpo da mulher. O acompanhamento do desenvolvimento do embrião é realizado em laboratório, depois de três a cinco dias. Em seguida, o embrião é transferido para o útero da mulher, onde deverá ocorrer a implantação, dando sequência ao procedimento. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A técnica de FIV é recomendada para casais com dificuldades para engravidar não apenas em decorrência da endometriose, mas também de falhas em outros tratamentos, doenças genéticas, infertilidade masculina, alterações nas tubas uterinas, idade materna avançada, gestações independentes, casais homossexuais, entre outros contextos. Essa abordagem se difere da inseminação artificial (IA), já que, nesse último caso, a fertilização ocorre no próprio corpo da mulher, e não in vitro. A IA é utilizada nos casos em que os espermatozoides não alcançam o óvulo maduro na tuba uterina. Essa técnica consiste no preparo do sêmen, inserindo os espermatozoides, no momento ideal, no interior do útero, a fim de auxiliar no processo de fertilização. A FIV pode ser realizada com doadores anônimos de gametas, os quais são congelados e armazenados em bancos específicos. Como os gametas também podem ser do próprio casal, antes que sejam coletados, tanto o homem como a mulher podem receber doses altas de hormônios. Além disso, os gametas coletados são selecionados em laboratório para que a fertilização tenha mais sucesso, o que não ocorre de maneira natural. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Após realizar a fertilização in vitro, é necessário aguardar o período de três a cinco dias, que é o tempo em que o zigoto formado no momento da união dos dois gametas inicia o processo de clivagem. Na clivagem, o zigoto passa por diversas divisões celulares e rapidamente multiplica suas células. Até o quinto dia, o embrião se encontrará no estado de blastocisto e estará preparado para ser transferido ao útero onde será implantado. O acompanhamento dos estágios do embrião em blastômeros, mórula até o estado de blastocisto é desenvolvido em incubadoras. Assim, os embriões que alcançam esse último estado até o quinto dia têm maiores probabilidades de oferecer sucesso na gravidez, com maior potencial de implantação no útero. Saiba mais Saiba mais Teoria cromossômica da herança Os traços de um novo indivíduo são determinados por genes específicos herdados do pai e da mãe. Os seres humanos têm aproximadamente 23 mil genes em 46 cromossomos. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Os genes de um mesmo cromossomo tendem a ser herdados juntos e são chamados de genes ligados. Nas células somáticas, os cromossomos aparecem como 23 pares homólogos, formando o número diploide de 46. São 22 pares de cromossomos pareados (os autossomos) e um par de cromossomos sexuais. Se o par sexual for XX, o indivíduo será, geneticamente, do sexo feminino; se o par for XY, o indivíduo será, geneticamente, do sexo masculino. Um cromossomo de cada par é derivado do gameta materno, o oócito, e o outro, do gameta paterno, o espermatozoide. Assim, cada gameta tem um número haploide de 23 cromossomos, e a união dos gametas na fertilização restabelece o número diploide de 46. Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 2, intitulado “Gametogênese: conversão de células germinativas em gametas masculinos e femininos”, do livro Langman embriologia médica, cujo link está disponível a seguir. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Referências Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D Referências ALBERTS, B. et al.Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/97885827 14065/. Acesso em: 24 abr. 2024. DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85- 277-2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788 527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02 %5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024. Aula 2 Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582714065/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D Primeira e segunda semanas do desenvolvimento embrionário Primeira e segunda semanas do desenvolvimento embrionário Primeira e segunda semanas do desenvolvimento embrionário Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Olá, estudante! Você já parou para pensar em quais fenômenos ocorrem nas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário? Após a fecundação, quais são os processos pelos quais passa o zigoto a fim de que efetivamente se torne um novo ser humano? Nesta videoaula você descobrirá o que acontece com o zigoto após a fecundação, entenderá como se dá a formação do blastocisto e quais são os locais para sua implantação. Não perca esta oportunidade de expandir seus conhecimentos. Vamos lá! Faça o download do arquivo Ponto de Partida Ponto de Partida Para que uma nova vida seja gerada, é necessário que uma série de etapas sejam percorridas e bem-sucedidas. A fecundação marca o início do desenvolvimento embrionário, mas ela só acontece quando há o encontro de um óvulo maduro e saudável com um espermatozoide que consiga penetrá-lo, seja de forma natural, a partir da relação sexual, Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://content.cogna.com.br/content/dam/cogna/cms2/cc54a05f-8811-4abf-af4d-d6a898e076be/8811/09f08314-94cf-546b-954b-5057fe20d495.pdf seja por meio de técnicas de reprodução assistida, como a fertilização in vitro ou a inseminação artificial. As duas primeiras semanas de desenvolvimento são permeadas por vários eventos e alterações das células. Nesse estágio, na maioria dos casos, a mulher ainda não sabe que está grávida. A embriologia trouxe uma infinidade de benefícios nesse sentido, permitindo a identificação de anomalias e doenças genéticas que possam surgir durante o desenvolvimento. Isso diminui a probabilidade de riscos durante a gestação, tanto para a mãe quanto para o feto. Além disso, a ciência possibilitou que mulheres pudessem engravidar por meio de técnicas especializadas quando a fecundação natural não fosse viável. As células-tronco embrionárias são de grande interesse da área médica, visto que elas têm grande capacidade de se tornar outros tipos celulares, pelo fato de serem pluripotentes, com poder de se multiplicar. Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática profissional. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Vamos continuar acompanhando a história do casal da aula anterior. Os cônjuges têm mais de 35 anos e apresentam dificuldade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de exames que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma fertilização in vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Mesmo que a alternativa sugerida seja uma das técnicas de reprodução assistida mais eficazes, ainda não é possível garantir que a gravidez ocorrerá. Apesar de as chances serem grandes com a adoção dessa abordagem, o sucesso depende da implantação do embrião. Você consegue explicar ao casal a complexidade de eventos necessários para que a fecundação aconteça? O que ocorre nas duas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário? Vamos Começar! Vamos Começar! Para que a fecundação aconteça, é necessário que a mulher esteja no período fértil, ou seja, esteja ovulando. Além disso, Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO é preciso que o espermatozoide alcance o óvulo e ambas as estruturas se unam, dando origem ao zigoto. O óvulo se mantém viável para a fertilização por 24 horas, e os espermatozoides permanecem viáveis no corpo feminino nas primeiras 48 horas após a relação. Clivagem do zigoto e formação do blastocisto Depois de formado o zigoto, o que ocorre antes de ele chegar ao útero? Começa o processo de clivagem, ou segmentação, que consiste em múltiplas divisões celulares, resultando em células chamadas blastômeros. Aproximadamente 30 horas após a fertilização, é iniciada a primeira divisão do zigoto, formando dois blastômeros. A zona pelúcida segue envolvendo o zigoto, e os blastômeros, a cada divisão, têm o seu tamanho reduzido e migram para o útero, local onde ocorrerá o processo de implantação que estudaremos mais adiante. Os blastômeros passam a se unir em uma espécie de complexo. Quando já foram formados de 12 a 32 blastômeros, ainda envolvidos pela zona pelúcida, o concepto (embrião) passa a ser chamado de mórula (parecido com uma amora), a qual é encaminhada para a cavidade uterina, cerca de três a quatro dias após a fecundação. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A zona pelúcida, nesse estágio, começa a ser digerida por enzimas. Um fluido é secretado pela tuba uterina, formando uma cavidade entre os blastômeros, conhecida por blastocele, que separa as células em dois grupos: trofoblasto (células mais periféricas, que formarão a parte embrionária da placenta) e embrioblasto (massa celular interna, que dará origem ao embrião). Nessa fase do desenvolvimento, o concepto recebe o nome de blastocisto, que aumenta de tamanho rapidamente e “flutua” pela cavidade uterina até alcançar o útero. Após aproximadamente seis dias desde a fecundação, o blastocisto é aderido ao epitélio endometrial, em um processo de implantação também conhecido como nidação. O trofoblasto começa a proliferar, diferenciando-se em duas camadas: o citotrofoblasto (cama interna de células) e o sinciciotrofoblasto (camada externa de células). No final da primeira semana, a implantação do blastocisto na camada do endométrio (região póstero-superior do útero) ainda é superficial, mas a nutrição já se torna possível por meio dos tecidos maternos. Considerado altamente invasivo, o sinciciotrofoblasto se expande rapidamente, atravessa o endométrio, atinge glândulas e vasos sanguíneos. Além disso, produz enzimas que possibilitam ao blastocisto implantar-se no endométrio do útero. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 1 | Esquema da clivagem do zigoto e formação do blastocisto. Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. 23). Nota: A-D representam os estágios da clivagem. E e F representam cortes de blastocistos. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Estudamos, até este momento, a primeira semana do desenvolvimento. Ao final desse período, o blastocisto ainda se encontra parcialmente implantado no endométrio. A implantação completaocorre durante a segunda semana, junto da formação de outras estruturas extraembrionárias. Formação de cavidade amniótica, saco vitelino e disco embrionário Durante o processo de implantação do blastocisto, ele passa por mudanças morfológicas que alteram o embrioblasto, ocasionando a formação do disco embrionário, em forma de placa achatada e circular, a qual é composta por duas camadas bilaminares de células (epiblasto, mais espessa, e hipoblasto, mais fina). O disco embrionário será responsável, posteriormente, pela formação dos tecidos e órgãos do embrião. As células do epiblasto constituem o assoalho da cavidade amniótica, que é revestida por uma membrana, o âmnio. Dentro dessa cavidade, encontra-se o líquido amniótico, responsável pela proteção do embrião contra choques mecânicos, patógenos e desidratação. Já as células do hipoblasto formam o teto da cavidade exocelômica, que, em conjunto com a membrana exocelômica, dá origem ao saco Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO vitelino primário ou primitivo. Tanto a cavidade exocelômica quanto a membrana exocelômica são formadas a partir do hipoblasto. Ainda na segunda semana de desenvolvimento, o disco embrionário se interpõe entre a cavidade amniótica e o saco vitelino primário. Células do endoderma do saco vitelino formam uma camada de tecido conjuntivo frouxo (mesoderma extraembrionário), que envolve o âmnio e o saco vitelino. A partir do momento em que o âmnio, o disco embrionário e o saco vitelino primário se formam, alguns espaços aparecem no sinciciotrofoblasto e rapidamente são preenchidos por uma mistura de sangue materno, que nutrirá o embrião. No 10º dia, o embrião já está completamente implantado no endométrio. Por volta do 12º dia, os espaços do sinciciotrofoblasto adjacentes se unem para formar as redes lacunares. O mesoderma extraembrionário sofre um aumento e, como consequência, surgem espaços que se fundem, formando uma cavidade grande, conhecida como celoma extraembrionário. Essa nova cavidade é composta por líquido e envolve o âmnio e o saco vitelino. Conforme o celoma extraembrionário cresce, o saco vitelino primário Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO tem o seu tamanho reduzido, constituindo o saco vitelino secundário (ausência de vitelo). O disco embrionário forma o embrião com seus folhetos primitivos, e os outros componentes são os anexos embrionários: saco vitelino, cavidade amniótica e saco coriônico (Figura 2). O sinciciotrofoblasto, além de permitir a implantação do blastocisto, secreta na corrente sanguínea a gonadotrofina coriônica humana (hCG), que mantém a atividade do ovário durante a gravidez e serve como base para os testes de gravidez. Após 24 a 48 horas desde a fecundação, já é detectado nos testes o fator inicial da gravidez, a partir de uma proteína secretada pelo trofoblasto e encontrada no soro materno, durante os 10 primeiros dias de desenvolvimento. Ao final da segunda semana de desenvolvimento, o hCG já é identificado na corrente sanguínea da mãe, em quantidade suficiente, por meio de anticorpos marcados, para apontar um resultado positivo de gravidez. Desenvolvimento do saco coriônico Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Ao final da segunda semana do desenvolvimento embrionário, surgem vilosidades coriônicas primárias da placenta, formadas a partir da proliferação das células do sinciciotrofoblasto e do citotrofoblasto. E o mesoderma extraembrionário é dividido pelo celoma extraembrionário em duas camadas: mesoderma somático extraembrionário (lâmina que reveste o âmnio e o trofoblasto) e mesoderma esplâncnico extraembrionário (lâmina que envolve o saco vitelino). Outra estrutura aparece ao final dessa semana: o córion, composto pelo mesoderma somático extraembrionário e as duas camadas do trofoblasto. O córion forma o saco coriônico ou saco gestacional, cuja função é transportar oxigênio e nutrientes da circulação materna para o embrião. Os anexos embrionários (saco amniótico e saco vitelino), juntamente com o embrião, ficam suspensos no saco coriônico por um pedúnculo de conexão (futuro cordão umbilical). Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 2 | Origem dos anexos embrionários. Fonte: Carlson (2014, p. 75). Nota: A – Blastocisto tardio. B – Início da implantação. C e D – Blastocisto implantado entre 7-8 dias. E – Embrião em 9 dias. F – Após a segunda semana. Algumas células do hipoblasto se modificam em uma determinada região do disco embrionário e formam a placa Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO precordal. Essa placa marca o local onde será originada a boca, na área da cabeça. Assim, caracterizamos os principais eventos que ocorrem durante a segunda semana desse novo indivíduo que ganha vida. Siga em Frente... Siga em Frente... Locais de implantação dos blastocistos Em geral, o blastocisto é implantado no endométrio uterino, na parte superior do corpo do útero. Com menor frequência, o blastocisto é implantado na parede posterior do corpo do útero. Contudo, em ambos os casos, a gravidez é classificada como gravidez tópica, a qual ocorre no interior da cavidade uterina. O desenvolvimento do embrião acontece dentro do útero, local em que há trocas de oxigênio e nutrientes de maneira adequada entre a mãe e o feto. Nesses casos, o óvulo foi fecundado ainda dentro da trompa e percorreu durante alguns dias por essa estrutura até alcançar o útero e se fixar, ainda na primeira semana de desenvolvimento. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Ao final da segunda semana de gestação, muitas vezes as mulheres ainda não sabem que estão grávidas, e a implantação do blastocisto pode ser visualizada na ultrassonografia. Algumas mulheres podem apresentar endometriose, doença crônica em que o tecido endometrial normalmente encontrado no interior do útero, revestindo-o, cresce para fora do útero. A endometriose pode causar dores e, inclusive, comprometer a fertilidade da mulher. Vale destacar que, em muitos casos, não há sintomas, por isso é importante realizar exames regulares. Uma vez diagnosticada a endometriose, o médico poderá indicar o melhor método para desacelerar o crescimento do tecido inapropriado. É possível recomendar desde medicamentos até cirurgias. A implantação do blastocisto, no entanto, pode ocorrer fora do útero, em um processo conhecido como implantação extrauterina ou gravidez ectópica. Em cerca em 95% dos casos, ela ocorre nas tubas uterinas, mas também pode acontecer na cérvice, em cicatrizes uterinas, cavidade pélvica ou abdominal e nos ovários. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Quando a gravidez ocorre na tuba uterina, uma das possíveis razões para isso é o atraso ou impedimento do zigoto até o útero, como no caso do bloqueio da tuba uterina (ou trompa) durante a fase de clivagem do desenvolvimento. As trompas não estão preparadas para desenvolver o embrião, não há nutrientes suficientes e todo o restante do desenvolvimento acaba sendo prejudicado. Nesse contexto, muitas vezes ocorre o aborto tubário, em que o próprio organismo encontra uma forma de expulsar o embrião, identificado como um corpo estranho. Em outros casos mais graves, o desenvolvimento continua dentro da trompa, e, perto da 6ª ou 7ª semana, tem-se o risco de rompimento dessa estrutura. O sangramento pode, inclusive, colocar em risco a vida da gestante. Vamos Exercitar? Vamos Exercitar? Agora que você já aprendeu mais detalhes a respeito das primeiras semanas do desenvolvimento embrionário, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A fecundação, ou fertilização, é um processo verdadeiramente extraordinário que marca o início da jornada emocionante em direção à criação de uma nova vida. Envolve uma série de eventos intricados e coordenados. Primeiro, ocorre a liberação do óvulo maduro a partir do ovárioda mulher, em um processo chamado de ovulação. Simultaneamente, milhões de espermatozoides são liberados durante a ejaculação, em direção ao trato reprodutivo feminino. Essa é a etapa inicial, que promove o encontro entre o óvulo e o espermatozoide. Após a liberação do óvulo, ele é encaminhado pelas tubas uterinas, onde poderá encontrar um espermatozoide. Esse encontro não é apenas uma questão de acaso, mas sim o resultado de uma série de fatores, os quais incluem a motilidade dos espermatozoides e as contrações musculares das tubas uterinas. Quando um espermatozoide bem- sucedido encontra o óvulo, ocorre a fusão entre suas membranas, dando origem à formação do zigoto, a célula inicial do embrião. As etapas necessárias para que a fecundação aconteça são várias. Elas englobam a produção dos gametas, a maturação dos óvulos e dos espermatozoides, o encontro dos gametas no trato reprodutivo feminino e a fusão das células Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO reprodutivas. Cada etapa é crucial e delicadamente coordenada. As duas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário configuram um período de rápida transformação e diferenciação celular. Durante a primeira semana, o zigoto se divide várias vezes por meio da mitose, formando uma estrutura chamada de blastocisto. Esse blastocisto, por sua vez, se implanta na parede do útero, preparando-se para receber os nutrientes necessários ao seu crescimento contínuo. Na segunda semana, ocorre a formação de duas camadas distintas de células dentro do blastocisto: o embrioblasto, que dará origem ao embrião propriamente dito, e o trofoblasto, que se desenvolverá em estruturas de suporte, como a placenta. Essas transformações são essenciais para o estabelecimento e o desenvolvimento inicial da gravidez. Em resumo, a fecundação e o desenvolvimento embrionário são processos incrivelmente complexos, os quais abrangem uma sequência intricada de eventos que culminam na formação de uma nova vida. Saiba mais Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Saiba mais Primeira semana do desenvolvimento Durante a primeira semana após a fecundação, o zigoto, resultado da fusão do óvulo e do espermatozoide, inicia uma jornada de rápida divisão celular. Esse processo, conhecido como clivagem, leva à formação de uma esfera oca de células, a qual é denominada blastocisto. O blastocisto é composto por duas partes distintas: o embrioblasto, que dará origem ao próprio embrião, e o trofoblasto, responsável por formar as estruturas de suporte, como a placenta. Essas células especializadas começam a se organizar e a se diferenciar, preparando o terreno para as futuras etapas do desenvolvimento. No decorrer dessa semana crucial, o blastocisto viaja pelo trato reprodutivo feminino até se implantar na parede do útero. Esse processo, chamado de nidação, é fundamental para o estabelecimento de uma gravidez saudável, proporcionando ao embrião o ambiente ideal para o seu desenvolvimento contínuo. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Embora seja curta em termos de tempo, a primeira semana de desenvolvimento embrionário é de extrema importância, pois define as bases para o crescimento e a formação do futuro ser humano. É um período de transformação notável, no qual uma única célula dá origem a um organismo em desenvolvimento, cheio de potencial e promessas. Para explorar mais informações sobre esse tema, recomendo a leitura do capítulo 3, intitulado “Primeira semana do desenvolvimento: da oocitação à implantação”, do livro Langman embriologia médica, cujo link está disponível a seguir. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Referências Referências CARLSON, B. M. Embriologia humana e biologia do desenvolvimento. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/32%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter03%5D!/4/4/2%4052:2 DE ROBERTIS, E. M.; HIB, J. Biologia celular e molecular. 16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85- 277-2386-2/. Acesso em: 27 mar. 2024. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2023. MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, M. G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. SADLER, T. W. Langman embriologia médica. 14. ed. Rio de Janeiro: GEN, 2021. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788 527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02 %5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D. Acesso em: 2 maio 2024. Aula 3 Terceira à oitava semanas do desenvolvimento embrionário Terceira à oitava semana do desenvolvimento embrionário Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2386-2/ https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788527737289/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter02%5D!/4/10/3:30%5BRAN%2C%C3%87A%5D Terceira à oitava semana do desenvolvimento embrionário Olá, estudante! Você já parou para pensar em qual momento o nosso cérebro é formado? Quando surgem os olhos, a boca, nossos braços, pernas, os órgãos e sistemas? Será que a constituição dessas estruturas sempre segue uma mesma ordem ou elas são formadas aleatoriamente? Em qual instante o embrião começa a parecer um ser humano? Pois, até então, aprendemos que ele surge de um aglomerado de células, não é mesmo? Nesta videoaula você analisará importantes etapas do desenvolvimento do embrião, como a gastrulação, a neurulação e a organogênese. Não perca esta Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO oportunidade de conhecer as transformações de células em um novo indivíduo e as fases que compõem esse processo. Vamos lá! Faça o download do arquivo Ponto de Partida Ponto de Partida Em nossas aulas, estamos acompanhando o passo a passo da formação da vida de um novo indivíduo, verificando cada uma das etapas do seu desenvolvimento. Até este momento, entendemos como ocorre a fertilização e a formação do zigoto, que dará origem ao futuro indivíduo após uma série de transformações. Nas duas primeiras semanas do desenvolvimento embrionário, o zigoto passa por várias divisões mitóticas até promover a constituição do blastocisto e sua implantação no útero. Depois da implantação do blastocisto, o processo de desenvolvimento já é considerado uma gestação. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO https://content.cogna.com.br/content/dam/cogna/cms2/cc54a05f-8811-4abf-af4d-d6a898e076be/8811/bfdc7e50-f363-5212-8f6d-2fbc1f823693.pdf A terceira semana de desenvolvimento é marcada pela transformação do disco bilaminar em um embrião trilaminar, com a formação dos folhetos embrionários que darão origem aos tecidos e órgãos, cada um com uma função específica. Nesta etapa de aprendizagem, acompanharemos essa transformação juntamente com a composição de cada uma das estruturas que surgem da quarta à oitava semana de desenvolvimento do embrião, quando este finalmente adotará aspectos humanos em sua aparência. Investigaremos, em nosso estudo, os principais eventos que ocorrem nesse período, os quais abrangem desde a ausência da primeira menstruação da mãe, após a fecundação, até a formação de estruturas como o tubo neural, que se diferenciará no sistema nervoso. Descobriremos, ainda, quais são os diferentes nomes que o concepto recebe em cada uma das fases da gravidez. A oitava semana é finalizada juntamentecom o processo de organogênese. Nesse estágio, o embrião já mede aproximadamente 3 cm de comprimento. Além disso, como pode haver muitas variações de gestação a gestação, também saberemos como é calculado o estágio gestacional. As necessidades do embrião aumentam, e a troca de substâncias entre o sangue materno e o do embrião se torna essencial para a manutenção da gravidez. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Como uma ferramenta de auxílio ao processo de conhecimento, vamos analisar uma situação-problema na intenção de aproximar os conteúdos teóricos da prática profissional. Seguiremos acompanhando a história do casal das aulas anteriores. Os cônjuges têm mais de 35 anos e apresentam dificuldade para engravidar há mais de dois anos. Após uma série de exames que investigaram a fertilidade dos cônjuges, eles foram instruídos a realizar uma fertilização in vitro para alcançar o sonho de ter um bebê. Você, profissional da saúde, trabalha na clínica que atenderá a esse caso e acompanhou o processo de fertilização in vitro realizado na mulher, que foi diagnosticada com endometriose. Apesar de as chances de sucesso serem grandes com a adoção da fertilização in vitro, o êxito depende da implantação do embrião. Decorridos 10 dias desde a transferência embrionária, F.L.S. (a mulher) efetuou o teste sanguíneo, cujo Beta hCG (hormônio gonadotrofina coriônica humana) foi positivo. F.L.S. voltou à clínica para realizar o seu primeiro ultrassom, já grávida. Recomenda-se fazer o primeiro ultrassom entre 5 e 7 semanas após a detecção da gravidez. Muito ansiosa, F.L.S. quis realizar o procedimento logo no início da quinta Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO semana de desenvolvimento. Ao visualizar o pequeno embrião no ultrassom, ela, emocionada, fez uma série de perguntas a você. F.L.S. gostaria de saber, por exemplo, por que ainda não escutava o coração do seu bebê, quando ela passaria a ouvi- lo e se, de fato, estava tudo bem. Ainda estranhando o formato de seu bebê, a paciente também perguntou quando conseguiria ver os “bracinhos e perninhas” do seu filho, além de saber o sexo. Para completar, F.L.S. lhe contou que sua última menstruação havia ocorrido entre os dias 13/09/2020 e 18/09/2020. Ela gostaria de saber qual a data prevista para o seu parto. Como você responderia a todas essas dúvidas, relacionando-as ao processo de desenvolvimento embrionário humano? Vamos Começar! Vamos Começar! No final da segunda semana, o embrião é constituído de duas camadas de células achatadas: o epiblasto e o hipoblasto. Com o início da terceira semana de gravidez, o Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO embrião entra no período de gastrulação, durante o qual as três camadas germinativas se formam a partir do epiblasto. A terceira semana do desenvolvimento embrionário começa com o disco embrionário composto pela cavidade amniótica e a cavidade exocelômica, dentro da cavidade coriônica, estruturas que são geradas ao longo da segunda semana de desenvolvimento. O concepto, ainda chamado de blastocisto, já foi totalmente implantado no endométrio. A terceira semana é marcada por alguns eventos, como o surgimento da linha primitiva, que indica o início da gastrulação, e o desenvolvimento da notocorda (eixo de sustentação do corpo). Além disso, o embrião, até então composto pelo disco bilaminar, passa a ser trilaminar, com a diferenciação das três camadas germinativas, as quais darão origem aos tecidos e órgãos do futuro bebê. Ocorre, ainda, a ausência do período menstrual da mulher (aproximadamente cinco semanas após o primeiro dia do último ciclo menstrual), que é um dos indicativos de que a fertilização aconteceu, já sendo possível, em uma gravidez normal, detectá-la por ultrassonografia. Gastrulação Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A gastrulação marca o começo da morfogênese, ou seja, o começo do desenvolvimento da forma e estrutura dos órgãos e partes do corpo. O processo de gastrulação é iniciado com a formação da linha primitiva, que se dá pelo espessamento das células do epiblasto na extremidade caudal do embrião. A outra extremidade, chamada de extremidade cefálica, é caracterizada pela formação do nó primitivo (acúmulo de células). As células proliferam rapidamente e seguem em direção à região central, formando o sulco primitivo, que se estende até o nó primitivo, o que dá origem à fosseta primitiva. Com a formação da linha primitiva, já é possível verificar uma simetria no embrião, como lados direito e esquerdo, faces ventral e dorsal, e as extremidades caudal (próxima à cauda da linha primitiva) e cefálica (próxima ao nó primitivo). Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 1 | Processo de gastrulação e formação das três camadas germinativas. Fonte: Carlson (2014). Nota: A – Vista dorsal de um embrião humano durante a gastrulação. As setas mostram as direções dos movimentos celulares pelo epiblasto em direção, através e afastando-se da linha primitiva como mesoderme recém-formado. B – Secção sagital através do eixo craniocaudal do mesmo embrião. A seta curva indica células passando pelo nó primitivo dentro do notocorda. C – Secção transversal em nível da linha primitiva em A (linhas pontilhadas). As células da linha primitiva migram através do sulco primitivo e formam o mesoderma intraembrionário, que se interpõe entre as duas camadas bilaminares formadas durante a segunda semana de desenvolvimento. Ele se torna trilaminar ou triblástico, com três camadas germinativas (ou folhetos), e cada uma delas dará origem a tecidos e órgãos específicos: ectoderma (proveniente da diferenciação do epiblasto), mesoderma (originado da linha primitiva) e a endoderma (resultante da diferenciação do hipoblasto). Nesse estágio, o concepto é chamado de gástrula. A regressão gradativa da linha primitiva ocorre após a quarta semana de desenvolvimento, até se tornar uma estrutura sem importância na região do sacrococcígea. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Ainda no processo de gastrulação, as células mesenquimais (multipotentes) migram da extremidade cefálica e da fosseta primitiva, formando o processo notocordal (cordão celular mediano). Uma luz é adquirida por esse processo, dando origem ao canal notocordal, o qual, ao crescer, acaba encontrando a placa precordal. A placa precordal é composta por células endodérmicas aderidas à ectoderma. Quando essas duas camadas se fundem, formam a região que futuramente se tornará a boca, a membrana bucofaríngea. Na extremidade caudal da linha primitiva, a região circular do disco bilaminar é o local que se transformará no ânus, a membrana cloacal. O assoalho do processo notocordal se une às células do endoderma e, posteriormente, se degenera, liberando células notocordais a partir da extremidade cefálica. A notocorda, então, é formada pelo dobramento da placa notocordal. Mas, afinal, o que é a notocorda? A notocorda tem uma grande importância para o embrião, em formato de bastão celular. Essa estrutura define o eixo do embrião, servindo de base para o desenvolvimento do esqueleto axial (coluna vertebral), que, no futuro, será a área dos corpos vertebrais. Neurulação Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A notocorda formada durante a gastrulação induz a formação da placa neural (início do sistema nervoso central) a partir do espessamento do ectoderma embrionário. Aproximadamente no 18º dia do desenvolvimento embrionário, a placa neural forma um sulco neural mediano, composto por pregas neurais que se fundem para formar o tubo neural (medula espinhal primitiva). Mais tarde, ocorre o fechamento desse tubo neural, e algumas células neuroectodérmicas dispostas na crista de cada prega neural perdem a adesão com células epiteliais vizinhas. Assim, forma-se a crista neural, uma massa achatada e irregular, entre o tubo neural e a superfície da ectoderme, que divide o embrião em duas partes(direita e esquerda), as quais darão origem aos gânglios espinhais e ao sistema nervoso autônomo, incluindo as meninges do cérebro. O sistema nervoso inicia a sua formação na terceira semana de desenvolvimento, mas só estará totalmente formado após o nascimento do bebê, durante o crescimento da criança. A fase de neurulação é marcada pela formação da placa neural e do tubo neural. Nessa etapa, o concepto é chamado de nêurula. Formação de somitos e celoma Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO A terceira semana de desenvolvimento é permeada por muitos eventos. A formação dos somitos e do celoma representa um desses acontecimentos marcantes. Então, vamos entender como essas estruturas são formadas. O mesoderma intraembrionário, durante a formação do tubo neural e da notocorda, se divide em mesoderma paraxial, intermediário e lateral. Ao final da terceira semana, o mesoderma paraxial se diferencia, formando os somitos, que permanecerão se desenvolvendo e darão origem a uma grande parte do esqueleto axial e dos músculos, além da derme (uma camada da pele). No decorrer do período embrionário, o número de somitos auxilia na identificação da idade do embrião: cada três somitos formados, em média, correspondem a um dia do embrião. Já o mesoderma lateral, junto do mesoderma cardiogênico (que forma o coração), apresenta espaços celômicos que se unem para formar o celoma intraembrionário. O celoma nada mais é do que a cavidade revestida por mesoderma que alojará os órgãos internos. O celoma intraembrionário divide o mesoderma lateral em outras duas camadas: a camada parietal (ou somática, somatopleura), que se estende ao mesoderma extraembrionário, cobrindo o âmnio; e a camada visceral (ou Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO esplâncnica, esplancnopleura), que cobre o saco vitelino, sendo contínua ao mesoderma extraembrionário. A parede do corpo do embrião é formada pela somatopleura e pelo ectoderma embrionário sobrejacente, e a parede do intestino do embrião é composta pela esplancnopleura e pelo endoderma embrionário subjacente. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 2 | Formação dos somitos e do celoma intraembrionário. Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO 39). Nota: esquema de embriões de 19 a 21 dias apresentando o desenvolvimento dos somitos e do celoma intraembrionário. A, C e E – visão dorsal do embrião, exposto pela remoção do âmnio. B, D e F – secções transversais através do disco embrionário nos níveis mostrados. Aprendemos que inicialmente a nutrição do embrião ocorre a partir do sangue materno por difusão através do córion, do celoma extraembrionário e do saco vitelino, formados no final da segunda semana de desenvolvimento. O começo da terceira semana é marcado pela formação de vasos sanguíneos (vasculogênese), uma vez que se inicia o desenvolvimento do sistema cardiovascular primitivo, necessário para transportar nutrientes e oxigênio da mãe para o embrião através do córion. Esse processo é iniciado no córion, e, ao final da terceira semana, já é notável a circulação uteroplacentária primitiva. As células sanguíneas são desenvolvidas no fim da terceira semana, a partir de células especializadas presentes nos vasos do saco vitelino e do alantoide (ainda nesta aula, investigaremos a formação e função dessa estrutura). O primórdio do coração (tubo cardíaco primitivo) também é constituído nessa etapa, por meio de células mesenquimais. Assim, ao final da terceira Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO semana já é possível detectar os primeiros batimentos cardíacos embrionários, quando o sangue circula e o coração começa a bater, por volta do 21º dia. No entanto, na maioria dos casos, é a partir da sexta semana de desenvolvimento que se torna perceptível o som dos batimentos cardíacos por meio da ultrassonografia. Você se lembra das vilosidades coriônicas primárias que começaram a ser formadas no final da segunda semana de desenvolvimento? Durante a terceira semana, as células mesenquimais se diferenciam, formam um eixo de tecido mesenquimal, passando a ser chamadas de vilosidades coriônicas secundárias, e logo se distinguem em capilares e células do sangue. As capilares, quando visíveis, se fundem com as vilosidades que agora são chamadas de terciárias e formam as redes arteriocapilares, as quais se conectarão ao tubo do coração por meio de vasos, através do córion e do pedículo de conexão. No final da terceira semana, o sangue embrionário começa a fluir aos poucos, e o oxigênio e os nutrientes maternos já são difundidos através das paredes das vilosidades até alcançarem o embrião. Nesse momento, é muito importante destacar que o uso de drogas ou de outros agentes pode causar anomalias no desenvolvimento do embrião, pois, quando ingeridas pela mãe, essas substâncias já são transmitidas pela corrente sanguínea nesse estágio. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Durante a terceira semana de desenvolvimento, alguns medicamentos podem provocar malformações congênitas, uma vez que são transferidos ao embrião a partir da corrente sanguínea. Medicamentos utilizados em tratamentos quimioterápicos (agentes antineoplásicos), por exemplo, podem provocar malformações no esqueleto e no tubo neural do embrião, como a meroencefalia ou a ausência de uma parte do cérebro. A quarta semana do desenvolvimento embrionário é caracterizada pelo dobramento do embrião. Ou seja, a forma laminar do embrião passa a ter uma forma tubular (quase cilíndrica). A forma laminar, anteriormente, era composta por um plano longitudinal (prega cefálica e caudal) e um plano transversal (pregas laterais). Os dobramentos ocorrem por causa do rápido crescimento do embrião, principalmente do encéfalo e da medula espinhal. A partir dos dobramentos cefálico e caudal, ocasionados pelo crescimento do tubo neural, tanto da região dorsal quanto caudal, essas estruturas são arrastadas para a região ventral, e o embrião forma as pregas cefálica e caudal. Nesse processo, o embrião passa a ser todo envolvido pela cavidade amniótica. Formam-se os intestinos anterior, médio e posterior, sendo o intestino médio o único que ainda mantém uma comunicação com o saco vitelino, e o alantoide é parcialmente incorporado. O pedículo de conexão assume a Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO posição ventromedial (cordão umbilical), e o saco vitelino tem o seu tamanho reduzido. A placenta (estrutura essencial no intercâmbio de substâncias, como nutrientes, gases e secreções, entre a mãe e o embrião, a partir da circulação sanguínea) já está mais desenvolvida e pronta para promover o progresso e a manutenção da gravidez, como aprenderemos mais adiante ao estudar essa estrutura. O dobramento lateral é o resultado do crescimento rápido dos somitos e da medula espinhal. Cada uma das somatopleuras se dobra em direção ventral, e o embrião se torna quase cilíndrico. Parte do saco vitelino é incorporado ao intestino médio, formando o intestino primitivo. Folhetos embrionários e seus derivados Descobrimos que durante a gastrulação são formados os três folhetos embrionários, também chamados de camadas germinativas: ectoderma, mesoderma e endoderma. Lembra quando dissemos que a partir desses folhetos são formados vários tecidos e órgãos do indivíduo que está sendo gerado? O ectoderma, por exemplo, dará origem à epiderme, ao sistema nervoso central e periférico, além de outras estruturas, como a retina do olho. O mesoderma criará as camadas de músculos lisos, tecidos conjuntivos, cardíacos, hematológico e vascular, além de se responsabilizar pela Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO formação dos sistemas excretor e reprodutor. Já o endoderma dará origem aos revestimentos epiteliais do trato gastrointestinal e das vias respiratórias. Órgãos associados a essas estruturas, como pulmões, tireoide,fígado, pâncreas, entre outros, também são formados a partir do endoderma. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 3 | Derivados das três camadas germinativas (ectoderma, mesoderma e endoderma). Fonte: Moore, Persaud e Torchia (2016, p. 51). Com o intuito de estimar a idade gestacional (tempo de gravidez), uma regra utilizada por obstetras para calcular a provável data do parto, já que o dia da concepção pode não ser conhecido, consiste em subtrair três meses desde o primeiro dia do último período menstrual e, em seguida, acrescentar um ano e sete dias. Na ultrassonografia, é possível determinar o tamanho do saco gestacional e do embrião (ou feto) a partir do comprimento do início da cabeça até a nádega, além de estimar uma data provável do parto. A classificação de Carnegie, um sistema adotado internacionalmente, é usada para estimar a idade de embriões recuperados (por exemplo, a partir de abortos espontâneos). O sistema possui um padrão de 23 estágios de desenvolvimento, os quais levam em conta o desenvolvimento de características externas e comprimento. Siga em Frente... Siga em Frente... Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Principais eventos da quarta à oitava semana de desenvolvimento O intervalo compreendido entre a quarta e a oitava semana de desenvolvimento é marcado pelo período de organogênese, no qual ocorre a diferenciação dos folhetos germinativos, e o embrião adquire características humanas. A organogênese é a etapa em que os tecidos começam a se diferenciar, dando origem aos órgãos do organismo, mesmo que o seu funcionamento ainda seja precário. Na quarta semana, os arcos faríngeos aparecem por volta do 24º dia. O embrião apresenta um formato curvo, após passar pelos dobramentos cefálicos e caudais. A extremidade rostral, no 26º dia, encontra-se fechada, e o coração primitivo já bombeia sangue. Entre o 26º e o 27º dia, é possível observar os brotos dos membros superiores, enquanto os inferiores começam a surgir. O início das orelhas e das fossetas óticas se tornam visíveis na cabeça. Alguns órgãos passam a ser notados, ainda que de modo rudimentar. Na quinta semana, a forma corporal não é muito alterada, sendo caracterizada pelo crescimento mais acentuado da cabeça em relação às demais partes do corpo, visto que ocorre o desenvolvimento das proeminências faciais e encefálicas. Começam a surgir os primórdios dos rins permanentes. Na barriga, o embrião passa a apresentar respostas de reflexo ao toque, além de expressar movimentos espontâneos. Começam a surgir os Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO dedos, com o início das impressões digitais. Os membros inferiores são desenvolvidos, assim como as aurículas (parte externa da orelha, em formato de concha). Formam-se os pigmentos da retina, e os olhos exibem um tamanho maior. A cabeça se destaca pelo seu tamanho em relação ao corpo, encontrando-se curvada em direção à proeminência cardíaca. A curvatura da cabeça resulta da formação do pescoço, e o tronco inicia a posição ereta. Nessa fase, os intestinos penetram no celoma extraembrionário perto do cordão umbilical. A sétima semana é marcada, principalmente, pelas alterações ocorridas nos membros. É quando aparecem as membranas entre os raios digitais das mãos, separando os futuros dedos. Surge o ducto onfaloentérico, que promove a comunicação entre a vesícula umbilical e o intestino primitivo. Por fim, a oitava semana encerra a fase de organogênese. Os dedos das mãos se alongam e são individualizados. Nos pés, é possível notar o aparecimento das membranas até que os dedos sejam individualizados, como acontece nas mãos. No couro cabeludo, forma-se o plexo vascular (rede de nervos). Nessa semana, ocorrem os primeiros movimentos coordenados dos membros, e a ossificação primária é iniciada (primeiro no fêmur). A proeminência caudal desaparece, os membros se aproximam ventralmente e, ao final dessa semana, o Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO embrião apresenta características humanas, ainda pouco distintas. A região do pescoço já está estabelecida, as pálpebras começam a se unir e os intestinos ainda estão concentrados na região próxima ao cordão umbilical. O embrião possui aproximadamente 3 cm de comprimento e está com cerca de 56 dias de desenvolvimento. Entretanto, ainda não é possível constatar a diferenciação sexual por observação das genitálias externas, as quais ainda não estão desenvolvidas. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Figura 4 | Estágios do embrião. Fonte: adaptada de Sadler (2021, p. 70-71). Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO Nota: 1 – Embrião humano na quinta semana de desenvolvimento, com os membros anteriores em formato de remo. 2 – Embrião humano na sexta semana, com vesícula vitelina visível na cavidade coriônica. 3 – Embrião humano na sétima semana, quando o tamanho da cabeça é bem maior em comparação com o restante do corpo. 4 – Embrião humano na oitava semana de desenvolvimento, com presença da aurícula da orelha, olho e dedos do pé formados. Durante a etapa de organogênese, ocorre a diferenciação de muitos tecidos e órgãos, bem como o início da formação dos sistemas. Portanto, o risco de interferências é grande, o que aumenta as chances de anomalias congênitas pela exposição do embrião a teratógenos. Os teratógenos correspondem a todas as substâncias, agentes da natureza, físicos ou químicos, infecções maternas, fatores nutricionais, entre outros elementos, que podem produzir alterações na estrutura ou função dos componentes do futuro indivíduo que está em formação. Entre a quarta e a oitava semana, as principais estruturas internas e externas são formadas. Os sistemas orgânicos (respiratório, circulatório, muscular, nervoso, urinário, etc.) começam a se desenvolver. Ao final da oitava semana, o Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO funcionamento dos principais sistemas e órgãos formados ainda é precário, exceto o do sistema cardiovascular. Nesse período, o embrião passa a apresentar aspecto humano. Vamos Exercitar? Vamos Exercitar? Agora que você já é capaz de descrever e identificar as etapas do desenvolvimento embrionário, contemplando desde a fecundação até a oitava semana de gestação e conhecendo os principais eventos que ocorrem durante essas etapas, vamos resolver a situação-problema apresentada no início desta aula. Após o casal realizar a FIV (fertilização in vitro) e constatar a gravidez por meio do exame de sangue positivo para o beta hCG (hormônio gonadotrofina coriônica humana), F.L.S. (a mulher) foi até a clínica na qual você trabalha para fazer o primeiro ultrassom. Você, como profissional da saúde, ficou responsável pelo acompanhamento dessa paciente. Disciplina INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO F.L.S. gostaria de saber, por exemplo, por que ainda não escutava o coração do seu bebê, quando ela passaria a ouvi- lo e se, de fato, estava tudo bem. Ainda estranhando o formato de seu bebê, a paciente também perguntou quando conseguiria ver os “bracinhos e perninhas” do seu filho, além de saber o sexo. Para completar, F.L.S. lhe contou que sua última menstruação havia ocorrido entre os dias 13/09/2020 e 18/09/2020. Ela gostaria de saber qual a data prevista para o seu parto. Como você responderia a todas essas dúvidas, relacionando-as ao processo de desenvolvimento embrionário humano? Diante dessa situação, primeiro você deve se lembrar dos principais eventos que acontecem entre a quarta e a oitava semana do desenvolvimento embrionário. Durante esse período, ocorre a organogênese. Ou seja, os órgãos e sistemas começam a ser formados. O embrião, ao longo da quarta semana, sofre dobramentos, tanto laterais quanto cefálicos e caudais. O disco embrionário passa a ser trilaminar, contando com as três camadas germinativas que se diferenciarão, formando os variados tipos de tecidos e órgãos. Embora o coração primitivo