Crescimento e desenvolvimento pós-embrionário

Prévia do material em texto

Crescimento e desenvolvimento pós-
embrionário
• Crescimento
• Mudas e metamorfose
• Envelhecimento e senescência
• Desenvolvimento: o surgimento de estruturas 
organizadas a partir de um grupo inicialmente 
bastante simples de células;
• Crescimento: É definido como aumento da 
massa ou tamanho total de um tecido ou 
organismo;
Crescimento e desenvolvimento pós-
embrionário
• O desenvolvimento não cessa depois de completada a 
fase embrionária;
• A maior parte do crescimento de animais, mas não todo 
ele, ocorre no período pós-embrionário, quando a 
forma e os padrões básicos já foram estabelecidos;
Crescimento e desenvolvimento pós-
embrionário
• O crescimento continua após o nascimento;
• O crescimento é um aspecto central de todos os 
sistemas em desenvolvimento, determinando o 
tamanho e a forma final do organismo e de suas partes;
• Animais com um estágio larval não apenas crescem em 
tamanho, mas podem também sofrer metamorfose, na 
qual a larva é transformada na forma adulta;
Crescimento
• O crescimento integral de um organismo 
acontece principalmente no período após o 
estabelecimento do padrão básico do 
embrião;
• Entretanto podem ocorrer diferentes taxas 
de crescimento nas diferentes partes do 
corpo, ou em diferentes momentos; 
Crescimento
• É definido como aumento da massa ou 
tamanho total de um tecido ou organismo; 
• Pode resultar de:
– Proliferação celular
– Aumento celular sem divisão
– Acréscimo de material extracelular (cálcio ou 
água)
Crescimento
• ; 
Crescimento
• Existe também uma quantidade significativa 
de morte celular em muitos tecidos em 
crescimento, e a taxa de crescimento global 
é determinada pelas taxas de morte e 
proliferação celular;
Crescimento
A proliferação celular pode ser controlada por 
um programa intrínseco
• Quando uma célula eucariótica se duplica , 
ela passa por uma sequência fixa de eventos 
denominada ciclo celular;
Crescimento
• ; 
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• uma descoberta impactante foi o reconhecimento de 
que as células devem receber sinais, como os fatores 
de crescimento, não apenas para se dividirem, mas 
também simplesmente para sobreviverem;
• fatores de crescimento: são um grupo de substâncias, 
em maior parte de natureza protéica que associadas a 
hormônios e neurotransmissores, exercem um papel 
importante na comunicação entre as células;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• Na ausência de fatores de crescimento, as 
células cometem suicídio por apoptose;
• Há uma taxa significativa de morte celular em 
quase todos os tecidos em crescimento, de 
modo que a taxa global de crescimento depende 
das taxas de morte e proliferação;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• Tanto programas de crescimento intrínseco como 
fatores circulantes sistêmicos podem determinar o 
tamanho dos órgãos, e a importância relativa de 
cada um desses componentes no desenvolvimento 
dos diferentes órgãos varia consideravelmente;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• Mesmo quando são capazes de divisão, as 
células de muitos indivíduos adultos não se 
dividem ou se dividem infrequentemente;
• No entanto podem ser induzidas a se dividirem 
por traumatismos ou outros estímulos, como 
uma redução da massa do tecido;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• Por exemplo: as células do fígado se dividem com 
pouca frequência, mas se dois terços do fígado de 
um rato forem removidos, as células do terço 
restante proliferam e restauram o fígado ao seu 
tamanho normal em poucas semanas;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por sinais 
externos e por programas intrínsecos
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• Uma ilustração clássica de um programa de 
crescimento intrínseco vem do enxerto de 
rudimentos de membros envolvendo uma 
espécie grande e uma pequena de salamandra 
do gênero Ambystoma;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
Isso demonstra que a resposta
intrínseca dos diferentes tecidos
é crucial, independentemente de
quais sejam os fatores;
Crescimento
O tamanho dos órgãos pode ser controlado por 
sinais externos e por programas intrínsecos
• O crescimento das diferentes partes do corpo 
não é uniforme e diferentes órgãos crescem em 
diferentes taxas;
Crescimento
• ; 
Crescimento
O crescimento pode ser dependente de hormônios 
de crescimento
• O tamanho é afetado não apenas pela taxa de 
crescimento, mas também pela duração do 
período pelo qual o crescimento ocorre;
• Por exemplo: os hormônios controlam o tamanho 
final dos insetos por meio da sua influência na 
duração do período de alimentação larval;
Crescimento
O crescimento pode ser dependente de hormônios 
de crescimento
• Em mamíferos, por outro lado, o crescimento é 
diretamente influenciado por hormônios;
• O homem constitui um bom modelo para 
mamíferos;
Crescimento
O crescimento pode ser dependente de hormônios 
de crescimento
• O embrião humano aumenta de 150 mm na implantação 
para até 50 cm ao final dos nove meses;
• Durante as primeiras oito semanas após a concepção 
(fertilização), o corpo não aumenta muito;
• A maior taxa de crescimento ocorre aos quatro meses, 
quando o embrião cresce até 10 cm/mês;
O embrião humano muda de
forma á medida que cresce
• Desde o momento em que o plano
corporal está bem estabelecido (8
semanas) até o nascimento, o
embrião aumenta em comprimento
cerca de 10 vezes (superior),
enquanto a proporção relativa
(inferior) entre a cabeça e o resto
do corpo decresce, então a forma
muda;
Crescimento
Crescimento
• A quantidade de nutrientes que um embrião
recebe pode ter profundos efeitos na sua vida
posterior;
• Na vida intra-uterina, a desnutrição tende a
produzir animais pequenos, apesar de
normalmente proporcionados;
• em contrapartida a desnutrição durante o
período de crescimento pós-natal leva danos
seletivos em órgãos;
Crescimento
Hormônio do crescimento
• é um hormônio protéico que é essencial para o crescimento 
pós-embrionário de seres humanos e de outros mamíferos;
• Ainda no primeiro ano de nascimento, a glândula pituitária 
(hipófise) começa a secretá-lo;
Crescimento
Hormônio do crescimento
• Uma criança com insuficiência de hormônio 
do crescimento cresce menos do que o 
normal, mas se o hormônio for administrado 
regularmente, o crescimento normal é 
restabelecido; 
Crescimento de músculos estriados em mamíferos 
é dependente de tensão
• O número de fibras musculares estriadas 
(esqueléticas) é determinada durante o 
desenvolvimento embrionário;
• Depois de diferenciadas as células musculares 
estriadas perdem sua capacidade de se dividir;
Crescimento de músculos estriados em mamíferos 
é dependente de tensão
• O aumento do comprimento de uma fibra 
muscular está associado a um aumento do 
número de sarcômeros (unidades contráteis 
funcionais) que ela contém;
• Exemplo: musculatura da pata de um 
camundongo. Conforme o músculo aumenta de 
comprimento, o número de sarcômeros
aumenta de 700 para 2300;
Crescimento de músculos estriados em mamíferos 
é dependente de tensão
• Esse aumento parece depender do crescimento dos 
ossos longos, o que tensiona o músculo atravésde seus 
tendões; 
• Se o músculo for imobilizado pelo engessamento da 
pata no nascimento, o número de sarcômeros aumenta 
lentamente ao longo das oito semanas seguintes, mas 
depois aumenta rapidamente quando o gesso é 
removido;
Crescimento de músculos estriados em mamíferos 
é dependente de tensão
• Logo, o crescimento de ossos e músculos são 
mecanicamente coordenados;
Mudas e metamorfose
• Muitos animais não se desenvolvem diretamente 
do embrião para a forma adulta;
• Primeiro se transformam em uma larva e partir 
dela surgirá um adulto por metamorfose; 
Mudas e metamorfose
• Exemplos clássicos:
Mudas e metamorfose
• Exemplos clássicos:
Mudas e metamorfose
• Os artrópodes sofrem mudas para crescer; 
• Cutícula – secretada pela epiderme;
• Perda do esqueleto antigo e deposição de um novo 
(maior) – muda ou ecdise
• Estágios entre mudas - instares
Mudas e metamorfose
Mudas e metamorfose
• A cutícula antiga é parcialmente digerida (reabsorvida), 
acabando por se romper e se desprender;
Mudas e metamorfose
• As mudas estão sob controle hormonal;
• Conforme o animal cresce ele secreta o hormônio
protoracicotrópico (PTTH);
• O PTTH ativa a glândula protorácica, que libera 
então o hormônio ecdisona, que é o responsável 
pela muda;
Mudas e metamorfose
• Tanto em insetos quanto em anfíbios nutrição, 
sinais ambientais (temperatura e luz) juntamente 
com o programa de desenvolvimento interno do 
animal, controlam a metamorfose por seus efeitos 
nas células neurossecretoras do cérebro;
• Existem dois tipos de células que controlam a 
muda, uma que promove a metamorfose e outra 
que inibe;
Mudas e metamorfose
• Em insetos
• Sinais (temperatura e luz) estimulam células 
neurossecretoras no SNC da larva que então libera 
PPTH;
• O PTTH – induz a produção de ecdisona;
• A ecdisona induz a metamorfose;
Mudas e metamorfose
• Em insetos
• Entretanto, a ecdisona pode ser antagonizada por 
um outro hormônio (hormônio juvenil) produzido 
pelos corpus allatum (glândula atrás do cérebro);
• O hormônio juvenil mantém o estado larval;
• Um pulso de ecdisona no ultimo estágio larval 
desencadeia a formação da pupa; outro pulso, 
dias mais tarde desencadeia estágios mais tardios 
da metamorfose;
Mudas e metamorfose
• ; 
Mudas e metamorfose
• Em anfíbios 
• Células neurossecretoras do hipotálamo liberam 
em resposta ao estado nutricional e a sinais 
ambientais, como temperatura e luz, o hormônio 
liberador de corticotropina, que atua sobre a 
glândula pituitária e faz com que ela libere o 
hormônio estimulante da tireóide; 
• Esse hormônio por sua vez atua sobre a glândula 
tireóide e estimula a metamorfose;
Mudas e metamorfose
• ; 
A metamorfose consiste
na reabsorção da cauda
e das brânquias e no
desenvolvimento dos
pulmões e dos quatro
membros.
• ; 
Envelhecimento e senescência
• Organismos não são imortais, mesmo que 
eles escapem de doenças ou de acidentes;
• O envelhecimento (passagem do tempo)
vem acompanhado de uma progressiva 
deterioração das funções fisiológicas, o que 
reduz a capacidade de lidar com uma 
variedade de estresses, e consequentemente
origina um aumento da suscetibilidade a 
doenças; 
Envelhecimento e senescência
• Esse declínio funcional relacionado á idade é 
conhecido como senescência; 
• O efeito global do envelhecimento para os 
animais resume-se a um aumento da 
probabilidade de morte com o aumento da 
idade;
Envelhecimento e senescência
Envelhecimento e senescência
• O padrão vital ilustrado pela Drosophila é 
típico de muitos animais, mas há poucas 
evidências de que o envelhecimento 
contribua para a mortalidade em ambientes 
naturais;
• Ex. mais de 90% dos camundongos selvagens 
morrem durante seu primeiro ano de vida;
Envelhecimento e senescência
• Uma visão sobre a senescência é de que ela 
é o produto de uma acumulação de danos 
que acaba por superar a capacidade do 
corpo de reparar a si próprio, o que leva a 
perda das funções vitais;
– Ex. elefantes velhos podem morrer de fome, pois 
seus dentes desgastaram-se;
– Ex. C. elegans pode viver em média 20 dias, o 
que se observa é a deterioração muscular 
progressiva; 
Envelhecimento e senescência
• Entretanto, há evidências claras de que a 
senescência está sob controle genético, pois 
diferentes animais envelhecem em taxas 
bastante distintas, conforme demonstra a 
tabela de expectativa de vida; 
Envelhecimento e senescência
Envelhecimento e senescência
• Esse controle genético sobre o envelhecimento 
pode ser entendido através da teoria do soma 
descartável;
• Esta teoria propõe que a seleção natural ajusta a 
história de vida de um organismo para que 
suficientes recursos sejam investidos na 
manutenção de mecanismos de reparo que 
impedem o envelhecimento até que o organismo 
tenha se reproduzido e cuidado de sua prole; 
Envelhecimento e senescência
• No ambiente natural poucos indivíduos vivem 
tempo suficiente para que seja perceptíveis 
sinais óbvios de senescência e é necessário 
apenas que a senescência seja retardada até 
que a reprodução esteja completa;
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Um humano pode viver 120 anos enquanto um 
nematódeo 25 dias;
• Mutações nos genes que afetam a longevidade 
foram identificadas e podem fornecer pistas a 
respeito dos mecanismos envolvidos;
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• C. elegans em condições normais pode sobreviver até 
25 dias;
• Porém em condições de superpopulação e quando há 
escassez de alimento, o animal entra num estado 
larval de terceiro instar quiescente, conhecido como 
estado dauer, no qual ele não come nem cresce até 
que haja alimento disponível novamente;
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Quando as condições se tornam favoráveis novamente 
a larva dauer sofre uma muda e se torna uma larva de 
quarto instar;
• O estado dauer pode durar 60 dias e não interfere na 
expectativa de vida pós-dauer; 
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Um experimento testou a remoção do sistema 
reprodutivo em C. elegans;
• Resultou em indivíduos saudáveis e com uma 
longevidade média de 125 dias;
• Extrapolando para seres humanos equivaleria a 500 anos; 
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Existem evidências de que os danos oxidativos aceleram 
o envelhecimento e de que os radicais reativos de 
oxigênio são agentes fundamentais nesse processo;
• A redução da ingestão de alimentos aumenta a 
longevidade em alguns animais;
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Ratos mantidos com uma dieta mínima vivem em torno 
de 40% mais dos que podem comer a vontade; 
• Acredita-se que isso esteja associado (pelo menos em 
parte) a uma maior exposição aos radicais livres;
• Os radicais livres são formados durante a decomposição 
oxidativa dos alimentos; podem danificar tanto o DNA 
quanto proteínas;
Envelhecimento e senescência
Os genes podem alterar o curso natural da senescência
• Em humanos – Síndrome de Werner;
• Um defeito genético recessivo que causa o envelhecimento 
prematuro;
• Retardo de crescimento na puberdade;
• A partir dos 20 anos já possuem cabelos grisalhos e uma 
série de enfermidades típicas da uma idade avançada, 
como doenças cardíacas;
• Maioria morre antes dos 50 anos;
Síndrome de Werner
Envelhecimento e senescência
Células de mamíferos em culturasofrem senescência celular
• Poderia imaginar-se que, quando células isoladas de um 
animal fossem colocadas em cultura e providas com meio 
e fatores de crescimento adequados, elas continuariam a 
proliferar quase indefinidamente;
• Mas isso não ocorre;
Envelhecimento e senescência