Embriologia de Vertebrados

Prévia do material em texto

Neurulação
Karl Ernst von Baer (1828)
• O mais eminente embriologista de sua época, anunciou: 
“Eu tenho dois pequenos embriões preservados em 
álcool, que esqueci de identificar. No momento, não 
consigo determinar o gênero ao qual pertencem. Eles 
podem ser lagartos, pequenas aves ou mesmo 
mamíferos”;
• A figura a seguir ilustra seu dilema;
Generalizações de Von Baer
“As características gerais de um grande grupo de
animais aparecem no embrião mais cedo do que os
aspectos especializados”.
Todos os vertebrados em desenvolvimento (peixes,
répteis, anfíbios, aves e mamíferos) são muito
semelhantes logo após a gastrulação. Somente mais
tarde no desenvolvimento que as características
especiais da classe, ordem e finalmente espécie
aparecem.
Todos os embriões de vertebrados possuem:
Características do Filo Chordata
- Notocorda (bastão esquelético) presente em 
algum estágio do desenvolvimento;
- Tubo (cordão) nervoso dorsal (porção anterior 
alargada formando o encéfalo);
- Bolsas (fendas) faríngeas presente em algum 
estágio do desenvolvimento;
- Cauda pós-anal projetando-se além do ânus em 
algum estágio;
Notocorda
Cauda pós-analFendas faríngeas
Tubo nervoso dorsal
Características do Filo Chordata
Notocorda: é um bastão semi-rígido
de células envolvidas por uma
bainha fibrosa, que se estende entre
SNC e o tubo digestivo. Proporciona
rigidez longitudinal ao eixo corpóreo,
uma base para músculos do tronco e
um eixo em torno do qual a coluna
vertebral se desenvolve.
Nas lampreias e feiticeiras a
notocorda persiste por toda vida,
mas em outros vertebrados ela é
substituída pelas vértebras.
Bainha fibrosa Bainha elástica
Neurulação
• “Talvez a mais intrigante de todas as perguntas é se o cérebro é
suficientemente poderoso para resolver o problema da sua própria
criação.”
O processo pelo qual o embrião forma o tubo neural (rudimento 
do sistema nervoso central) é chamado neurulação, e um embrião 
sofrendo essas transformações é chamado nêurula.
• A gastrulação é seguida pela neurulação, onde ocorre a 
formação do tubo neural, o precursor embrionário inicial 
do sistema nervoso central (SNC);
• Nessa etapa o embrião então é chamado de nêurula;
• O sinal visível da neurulação é a formação das dobras 
neurais, que se formam nas bordas da placa neural (uma 
área da ectoderme que se situa acima da notocorda);
Neurulação
• As dobras elevam-se, dobram-se 
em direção a linha média e 
fusionam-se pra formar o tubo 
neural, que submerge sob a 
epiderme;
• As células da crista neural 
desprendem-se do topo do tubo 
neural de ambos os lados do 
sítio de fusão e migram por todo 
o corpo para formar várias 
estruturas;
• O tubo neural anterior origina o cérebro;
• O tubo neural sobre a notocorda originará a medula 
espinhal;
• Ao final do processo o embrião se parece com um girino, 
e é possível reconhecer várias características de 
vertebrados;
Neurulação
Neurulação
• Existem dois caminhos (modos) principais para a
formação do tubo neural:
– neurulação primária: o cordomesoderma (o primórdio da
notocorda) estimula o ectoderma que o recobre, a se
proliferar, invaginar e destacar-se da superfície formando um
tubo oco;
– neurulação secundária: o tubo neural se origina de um
sólido cordão de células que se embebe no embrião e
subsequentemente se torna oco (forma uma cavidade) que
origina o tubo neural;
Neurulação
• O quanto essas formas de construção são usadas depende da classe 
de vertebrados:
exemplo:
• peixes é exclusivamente secundária; 
• aves, as porções anteriores do tubo neural são construídas por neurulação 
primária, ao passo que o tubo neural caudal é construído por neurulação 
secundária;
• anfíbios a maior parte do tubo neural do girino é produzida por neurulação 
primária, mas o tubo neural caudal é derivado de neurulação secundária;
• mamíferos, a neurulação secundária começa aproximadamente ao nível do 
somito 35 (em camundongos);
Neurulação primária
• Em vertebrados, a gastrulação cria um embrião com uma 
camada endodérmica interna, uma camada 
mesodérmica intermediária e um ectoderma externo;
• A interação entre o mesoderma dorsal e o ectoderma 
que a ele se sobrepõe é uma das interações mais 
importantes em todo o desenvolvimento de tetrápodes, 
porque ela inicia a organogênese, a criação de tecidos e 
órgãos específicos;
• Nessa interação, o cordomesoderma estimula o 
ectoderma acima dele a formar o tubo neural oco, que 
se diferenciará em cérebro e medula espinhal;
Neurulação em anfíbios e amniotas. (A) Diagrama representativo da formação do
tubo neural. As células ectodérmicas estão representadas como precursoras da crista
neural (preto) ou como precursoras da epiderme (marrom). O ectoderma se dobra no
ponto mais dorsal, formando a epiderme externa e um tubo neural interno
conectados pelas células da crista neural;
• Durante a neurulação primária, o ectoderma 
original é dividido em três conjuntos de células: 
– (1) o tubo neural posicionado internamente, que 
formará o cérebro e a medula espinhal;
– (2) a epiderme posicionada externamente;
– (3) as células da crista neural, as quais migram 
da região de conexão entre o tubo neural e a 
epiderme, e irão gerar os neurônios periféricos e 
as células da glia, as células pigmentadas da pele 
e vários outros tipos de células; 
Neurulação primária
Neurulação em aves. (B) Fotomicrografias de neurulação em um embrião de galinha 
de 2 dias. (C) Formação do tubo neural vista em seções transversais do embrião de 
galinha na região do futuro mesencéfalo (setas em B). Cada fotografia em C 
corresponde à outra acima dela. (HF, prega cefálica; HP, processo cefálico; HN, 
nódulo de Hensen; M, mesencéfalo; NP, placa neural).
Neurulação primária
O processo de neurulação primária em embriões de rã está descrito na 
Figura abaixo e parece ser similar em anfíbios, aves e mamíferos
Três vistas da neurulação em um embrião de anfíbio, mostrando em cada caso
nêurulas precoce (esquerda), média (centro) e tardia (direita). (A) Seção transversal no
centro do embrião. (B) A mesma seqüência olhando a superfície dorsal do embrião
inteiro, de cima para baixo. (C) Seção sagital pelo plano mediano do embrião.
Neurulação primária
• A primeira indicação que uma região do ectoderma está
destinada a se tornar tecido neural é uma mudança na
forma celular (Figura a seguir).
• As células ectodérmicas da linha média tornam-se
alongadas, enquanto as células destinadas a formar a
epiderme se tornam mais achatadas. O alongamento das
células ectodérmicas dorsais causa a elevação dessas
regiões neurais presuntivas acima do ectoderma
circundante, criando assim, a placa neural.
(A) Formação das pregas neurais ocorre quando as células epidérmicas
presuntivas se movem para dentro, na direção da linha média do embrião. Essa
epiderme presuntiva empurra a placa neural abaixo dela, enquanto se move.
(B) Enquanto as células da linha média da placa neural (células da placa do
assoalho) são ancoradas à notocorda, as pregas neurais são elevadas. Esses
movimentos parecem continuar enquanto a epiderme, se movendo para o meio,
puxa com ela a placa neural, resultando na justaposição das pregas neurais.
(C) Nas três regiões de articulação, as células da placa neural mudam seu
comprimento e sofrem uma constrição nos seus ápices
MHP –ponto de articulação mediano
DLHP –ponto de articulação dorsolateral
A mecânica da neurulação primária
• Etapas da neurulação primária:
– (1) a formação da placa neural
– (2) a formação do assoalho da placa neural
– (3) a modelagem da placa neural
– (4) o dobramento da placa neural para formar o sulco neural
– (5) o fechamento do sulco neural para formar o tubo neural.
(A) Sulco neural rodeadopor células 
mesenquimatosas.
(B) Células neuroepiteliais alongadas 
formam um tubo, enquanto as células 
epidérmicas achatadas são trazidas à 
linha média do embrião. As células 
MHP formam uma articulação no 
fundo do tubo, enquanto as células 
da placa neural, ligadas à área basal 
do ectoderma da superfície formam 
as regiões de articulações 
dorsolaterais. Essas três articulações 
podem ser vistas como sulcos.
(C) A formação do tubo neural é 
completada. As células que eram a 
placa neural estão agora dentro do 
embrião. A epiderme presuntiva se 
localiza acima do tubo, e o tubo 
neural é ladeado pelos somitos 
mesodérmicos e no fundo limitado 
pela notocorda.
• A formação do tubo neural não ocorre simultaneamente 
ao longo do ectoderma. Isso pode ser melhor observado 
naqueles vertebrados (como aves e mamíferos) cujo 
eixo corporal se alonga antes da neurulação. 
• A Figura a seguir detalha a neurulação em um embrião 
de galinha com 24 horas. A neurulação na região cefálica 
(cabeça) está bastante adiantada, enquanto a região 
caudal (rabo) do embrião está ainda gastrulando.
Embrião de galinha de 24 horas. 
As porções cefálicas estão 
terminando a neurulação 
enquanto as porções caudais 
estão ainda gastrulando;
• A regionalização do tubo neural também ocorre como
resultado de mudanças na forma do tubo. Na ponta
cefálica (onde se formará o cérebro) a parede do tubo é
larga e grossa. Aqui, uma série de inchaços e constrições
definirão os vários compartimentos do cérebro.
• Na parte caudal, o tubo neural permanece um simples
tubo que se afina em direção à cauda. As duas pontas
abertas do tubo neural são chamadas neuróporo
anterior e neuróporo posterior.
• O fechamento do tubo neural nos mamíferos ocorre
de maneira diferente da galinha, pois tem inicio em
vários locais ao longo do eixo ântero-posterior.
Neurulação em embriões humanos. (A) Seções dorsal e
transversal de um embrião humano de 22 dias, iniciando a
neurulação. (B) Vista dorsal de um embrião humano em
neurulação, um dia depois. A região do neuróporo anterior
está se fechando, enquanto o neuróporo posterior permanece
aberto. (C) Regiões de fechamento do tubo neural.
• Falha no fechamento do tubo neural
anterior resulta em uma condição
letal, anencefalia. Aqui, o cérebro
anterior permanece em contato com
o líquido amniótico e em seguida
degenera. O desenvolvimento do
cérebro anterior fetal cessa, e a
abóboda do crânio não se forma;
• (D) Anencefalia devido a falta de fusão
da placa neural na região 2.
Vários defeitos no tubo neural são causados pelo não
fechamento em alguns segmentos
Anencefalia
• Falha no fechamento na região
posterior do tubo neural humano aos
27 dias (ou a ruptura subsequente do
neuróporo posterior) resulta na
condição denominada espinha bífida,
cuja severidade depende de quanto
da medula espinhal permanece
aberta.
• (E) Espinha bífida devida a falta de
fusão na região 5 (ou pela falta de
fechamento do neuróporo mais
posterior).
Vários defeitos no tubo neural são causados pelo não
fechamento em alguns segmentos
Espinha bífida
Prevenção
• O ácido fólico atua na prevenção de anomalias congênitas no 
primeiro trimestre da gestação. Ele é recomendado na prevenção 
primária da ocorrência de defeitos do fechamento do tubo 
neural;
• Defeitos do tubo neural são malformações que ocorrem no início 
do desenvolvimento fetal, sendo os principais: anencefalia e 
espinha bífida; 
• Foi estimado que aproximadamente 50% dos defeitos do tubo 
neural poderiam ser evitados se as mulheres grávidas tomassem 
suplementos de ácido fólico (vitamina B12), e o Serviço de Saúde 
Pública dos EUA recomendam que todas as mulheres em idade 
fértil tomem 0.4mg diários de ácido fólico para reduzir o risco de 
defeitos do tubo neural durante a gravidez;
Prevenção
• O principal problema desta prevenção reside no fato de que
grande parte das gestações não são planejadas e, assim, quando
as mulheres descobrem que estão grávidas já é tarde para se
fazer a suplementação com o ácido fólico;
• Por este motivo o principal foco é que as mulheres em idade
reprodutiva tenham uma alimentação balanceada que contenha
alimentos ricos em ácido fólico;
• As principais fontes deste nutriente são as vísceras, o feijão e os
vegetais de folhas verdes como o espinafre, aspargo e o brócolis,
além de abacate, abóbora, carne de vaca, carne de porco,
cenoura, couve, fígado, laranja, leite, maçã, milho, ovo e queijo;
• Essas anormalidades não são raras em humanos, pois
estão presentes em aproximadamente um em cada
quinhentos nascimentos viáveis.
• Defeitos de fechamento do tubo neural podem
freqüentemente ser identificados durante a gravidez
por vários testes físicos e químicos.
Neurulação secundária
• A neurulação secundária envolve a formação do cordão 
medular e seu subsequente esvaziamento interno 
formando o tubo neural;
• Na rã e na galinha, esse tipo de neurulação é 
geralmente identificado na formação das vértebras 
lombares e caudais;
Formação do tubo neural secundário no embrião de galinha de 25-somitos. 
(A) A formação do cordão medular na ponta mais caudal do broto da cauda 
da galinha. (B) Cordão medular pouco mais anterior no broto da cauda. (C) 
Formação de cavidades do tubo neural e formação da notocorda. (D) Lumens 
coalescem para formar o canal central do tubo neural;