Estudo Dirigido Resolvido - Embriologia (Módulo 1)

Prévia do material em texto

Estudo Dirigido: Linhagens somáticas e germinativa & Gametogênese feminina.
Como são estabelecidas as linhagens somáticas e germinativa durante a embriogênese de mamíferos? 
R: A partir das diferenças do grau de diferenciação das células. A linhagem somática é aquela responsável por gerar as células constituintes do corpo. Já as da linhagem germinativa, a formação das células reprodutivas – gametas, ou seja –. Essa segunda linhagem representam, na realidade, a proliferação de células indiferenciadas, já que elas terão a função de formar um novo indivíduo na próxima geração. Logo, essas células não podem se diferenciar durante a gastrulação para que mantenham esse caráter de célula totipotente. Dessa forma, esse grupo de células precursoras migram para um dos anexos embrionários – saco vitelínico nos humanos – anteriormente a gastrulação, não participando da gastrulação. As demais que permanecem no embrião se diferenciarão e constituirão os futuros componentes somáticos do corpo. Ao fim da gastrulação, esse grupo de células migram para as regiões específicas a partir de estímulos químicos, constituindo as gônadas.
Como o controle hormonal seleciona o melhor gameta para ser ovulado em cada ciclo reprodutor feminino?
R: Através do feedback positivo aos estímulos de FSH. Ao início de cada ciclo, ou seja, após a menstruação, há aumento das taxas de produção de FSH na hipófise e sua constante liberação na corrente sanguínea. Esse hormônio age diretamente nos folículos – conjunto de ovócito primário e células acessórias somáticas – estimulando a proliferação das células acessórias, responsáveis por absorver o FSH. Dessa forma, quanto mais células acessórias esse folículo tiver, mais ele absorver FSH, e mais ele produz novas células acessórias. A partir disso, o folículo que conseguir dado nível de desenvolvimento mais cedo, é considerado o mais apto, e começa a produzir estrogênio, inibindo a produção de FSH. Os folículos que chegaram perto mas não atingiram a meta são eliminados por apoptose. Os demais que não sofreram muito desenvolvimento, ficam resguardados para os próximos ciclos.
Como o controle hormonal integra e sincroniza as modificações no útero, ovário e no comportamento durante o ciclo reprodutor feminino?
R: Todo controle hormonal ocorre através de feedbacks da produção/inibição de FSH, estrogênio, LH e progesterona. A partir da produção de FSH – hormônio folículo-estimulante – pela hipófise, ocorre o desenvolvimento dos folículos que, ao atingirem dado patamar, promovem a produção de Estrogênio, hormônio o qual inibe a produção de FSH e estimula a produção de LH – hormônio luteinizante – pela hipófise. Esse hormônio promoverá o desenvolvimento do foliculo e a retomado do processo meiótico do ovócito primário. Com a produção de LH, temos o início da produção de Progesterona pelo folículo. Esse hormônio além de também promover a divisão do ovócito, promove o desenvolvimento e manutenção do endométrio. Caso esse ovócito não seja fecundado, a produção de estrogênio cairá, levando a redução de LH e Progesterona por consequência. Com a queda na produção de progesterona, temos o fechamento das arteríolas que mantem o endométrio nutrido, provocando a necrose do mesmo, e sua futura descamação, gerando a menstruação. 
Correlacione meiose e gametogênese feminina.
R: A células germinativas femininas sofrem grandes pausas em seus processos meióticos. Isso se dá pelo alto potencial de diferenciação que essas células possuem, além do acúmulo de substâncias nutricionais para o futuro embrião, podem ocasionar um câncer – teratocarcinoma – caso saiam do controle. Dessa forma, após a proliferação das células germinativas precursoras e posterior seleção das melhores, esses agora ovócitos primários entram em meiose mas ficam pausadas na profase I – isso se dá pelo não estímulo de MPF, fator necessário para que a célula passe para metáfase –. Com a produção de LH e progesterona nos processos de maturação foliculares, essa meiose é retomada, gerando até duas células desiguais por ação dos citoesqueleto (o ovócito secundário com 95% do citoplasma da célula mãe e uma de descarte de material genético, com o restante) mas é novamente interrompida na Metáfase II – dessa vez temos a manutenção de altos níveis de MPF que, por não dimuirem, impedem que a célula passe para a Anáfase –. Só com a chegada do gameta masculino ocorre o término dessa meiose. Dessa forma o corpo fica livre dos possíveis perigos provocados por essas células totipotentes.
Estudo Dirigido: Determinação do gênero biológico e bases moleculares da variabilidade genética promovida pela reprodução sexual.
Como acontece a determinação da programação masculina e feminina durante o processo embrionário?
R: Atráves da produção de testosterona pelo embrião. Primeiramente, devemos ter em mente que o corpo da mãe possui grandes quantidades de estrogênio e progesterona graças a gravidez. Esses hormônios são responsáveis pelo desenvolvimento feminino do embrião. Dessa forma, todo embrião está destinado a se tornar fêmea dada a natureza da mãe. Entretanto, quando esse embrião tende a ser genéticamente macho, ele possui em seu cromossomo Y o gene sry, o qual promove a produção da regulador transcricional SRY. Esse regulador promove a produção de mRNAs e síntese de testosterona. Com esse estímulo, há o desenvolvimento de corpo com características masculinas. É necessário ressaltar que problemas nesse gene podem causar desenvolvimento de características femininas ainda que o embrião tenha o cromossomo Y em seu genoma.
Como a reprodução sexual promove variabilidade genética na espécie?
R: A partir das combinações promovidas por segregação independente e pelo crossing-over. Durante a primeira divisão meiótica, a qual é reducional, temos duas probabilidades de organização para cada par de cromossomos homólogos. Dessa forma, em um organismo com 22 pares de cromossomos, temos 2²² possibilidades de rearranjo apenas a partir disso. Além dessa possibilidade, esses cromossomos podem sofrer crossing over, que pode ocorrem em um dos cerca de 10 milhões de nucleotídeos, tendo cerca de 10000000²² de possibilidades. Essas duas multiplicadas entre si, ainda podem ocorrer no pai ou na mãe, gerando (2²² . 10000000²²)². A partir disso temos uma probabilidade muito baixa de que dois indivíduos, provenientes de fecundações distintas, sejam iguais genéticamente falando. 
 
Estudo Dirigido: Gametogênese Masculina.
Correlacione meiose e gametogênese masculina.
R: Nos machos, a gametogenese ocorre de forma um pouco distinta da feminina. Temos uma célula totipotente precursora, que após sofrer sua primeira divisão, geram o espermatócito primário. Essa divisão mantém uma célula precursora aderida a matriz. A outra não possui nenhum contato e por isso se diferencia em espermatócito primário. Esse processo é controlado pelos diferentes planos de divisão da célula. Se a divisão é paralela a matriz, temos como produto duas células precursoras, já que ambas se mantém conectadas a estrutura. Agora, se ela ocorre perpendicularmente, temos uma das células filhas livres desse contato. Essa falta de adesão gera diferenciação. A partir disso, essa célula sofre a primeira fase da meiose, gerando o espermatócito secundário, que sofre a segunda fase da meiose, gerando a espermatide que, por fim, se transforma em espermatozóides. Ao contrário da gametogênese feminina, temos como produto da meiose quatro gametas viáveis.
Defina espermatogênese e espermiogênese.
R: Espermatogênese consiste em todo o processo de gametogênese, desde a espermatogonia até a geração do gameta – espermatozóide –. Já a espermiogênese consiste apenas no processo de citodiferenciação sofrida pela espermátide para que ela se transforme em espermatozóide. Dessa forma, na verdade, a espermiogênese é apenas a fase final da espermatogênese.
Descreva o processo de espermiogênese
R: A espermiogênese consiste no processo de citodiferenciação das espermátides em espermatózoides. Essa diferenciação ocorre poruma série de modificações que essa célula sofre. Temos então:
Perda de parte do citoplasma para diminuir o tamanho da célula;
Organização dos centríolos e polimerização de microtúbulos para a formação do flagelo;
Alta compactação do núcleo por ação de proteínas denominadas Protaminas, que substituem as histonas nesse caso;
Formação de uma vesícula com enzimas digestivas, denominada acrossoma, por ação do retículo endoplasmático rugoso e complexo de golgi;
Migração de mitocôndrias para porção anterior ao flagelo, promovendo produção de energia para o deslizamento dos microtúbulos e, por consequência, movimentação da estrutura;
Como o controle hormonal controla a gametogênese masculina?
R: O controle hormonal masculino ocorre por ação de três hormonios: o GnRH (hormônio liberador de gonadotrofina) secretado pelo hipotálamo e objetivando a adenohipófise, estimulando a produção das gonadotroginas, ou seja, o LH ou ICSH e o FSH. Esses hormônios são jogados na corrrente sanguínea provocando maturação dos gametas. O LH liberado irá provocar produção de testosterona pelas células Leydig, provenientes do tecido intertiscial. Esse hormônio irá provocar a maturação das células germinativas e também maturação e desenvolvimento de outras partes do corpo – puberdade –. Já o FSH atua diretamente nas células enfermeras ou Sertoli, que sob influência desse hormônio retém a testosterona nos túbulos seminíferos. A partir disso, ocorre o estímulo da meiose dos espermatócitos I, representando o início do processo de diferenciação das células germinativas.
Como é o sistema de células tronco precursoras para a gametogênese masculina? Cite vantagens conferidas por este sistema.
R: Basicamente, a cada divisão, temos um aumento no potencial de divisão das células germinativas. Dessa forma, a célula filha tem um potencial mitótico maior que o da sua célula mãe. Dessa forma, temos uma célula precursora que se divide pouco, funcionando como backup, e as suas descendentes se dividem mais formando os gametas. Após determinado momento elas são repostas por essa primordial, mantendo a qualidade dos gametas gerados.
 
Estudo Dirigido: Fertilização.
Explique as etapas pelas quais os espermatozóides precisam passar para fertilizar naturalmente um ovócito.
R: Para poder fertilizar um ovócito, o espermatozóide precisa passar por 4 etapas: a maturação, a ativação, a capacitação e a superativação. A maturação, primeiro processo, ocorre no epidídimo. Consiste na mudança de ambiente do local, adicionando novos componentes necessários para nutrição desses espermatozóides. Feito isso, ao ejacular, temos o processo de ativação, que ocorre pela ação dos fluídos provenientes da vesícula seminal – contendo substâncias tamponantes, frutose e carboidratos –, da prostrata – deposição de zinco – e da bulba uretral – dando viscosidade ao sêmen –. Nesse momento, o espermatozóide começa a apresentar movimento flagelar. Já no orgão feminino, temos a capacitação, processo que pode durar até 7 dias e que torna o espermatozóide hábil para a fecundação. Por fim, temos a superativação, também na tuba uterina, que promove uma série de mudanças no espermatozóide para que ele consiga fecundar o gameta feminino – aumento da velocidade de batimento do flagelo, hiperpolarização membranar e etc –.
Explique o mecanismo que garante fertilização apenas entre gametas da mesma espécie
R: O mecanismo espécie-específica está exatamente na especificidade do envoltórios dos gametas. Para ocorrer a fecundação, o gameta masculino precisa se conectar a proteínas de adesão específicas no envólucro do gameta feminino denominado Zona pelúcida. Essas proteínas altamente específicas desencadeiam a denominada reação acrossomal, que é a junção das membranas dos gametas e liberação de enzimas digestivas promovendo a digestão desse envoltório. Para que possamos ter ocorrencia de híbridos em animais, seria necessário promover modificação na árvore proteica, para que o espermatozóide consiga se ligar ao ovócito ou, a retirada dessa zona pelúcida. Híbridos naturais em animais pode ocorrer caso seja entre espécies próximas já que a árvore proteica da zona pelúcida ainda não teve chance de se modificar a ponto de impedir o não ligamento do espermatozóide.
Explique o mecanismo que evita a poliespermia durante a fertilização.
R: A poliespermia não ocorre graças a reação cortical promovida no gameta feminino. Após a fecundação, ou seja, fusão das membranas, temos uma onda de Ca²⁺ desencadeando a denominada reação cortical, que consiste na liberação do conteúdo dos grânulos corticas e promovendo a alteração da zona pelúcida a partir da clivagem das proteínas transmembranares relacionadas a adesão do espermatozóide a região. 
Como acontece o controle do ciclo celular durante a fertilização e a primeira semana do desenvolvimento?
R: Ocorre através da ação das proteínas envolvidas nos checkpoints do ciclo celular. Na fertilização, primeiramente temos uma queda nos níveis de MPF possibilitando que o gameta feminino acabe sua atividade meiótica. Após isso e na primeira semana, temos o processo denominado clivagem, a qual o ovócito fecundado apenas se divide, sem aumentar seu tamanho, ou seja, sem passar pelas fase G1 e G2 do ciclo celular. Dessa forma os checkpoints de ambas as fases do ciclo são inativados permitindo que as células vão de S para mitose e da mitóse para S. 
Como acontece o processo de fusão entre os gametas? 
R: a fusão ocorre através da ação de proteínas transmembranares específicas provenientes da membrana de ambos os gametas, e pela hiperpolarização da membrana do espermatozóide. No espermatozóide temos, durante o processos de capacitação liberação de Ca2⁺ promovendo a hiperpolarização da membrana do espermatozóide e possibilitando que ele consiga se conectar e promover a ação acrossomal. Além disso, temos a adesão por proteínas da zona pelúcida – ZP1, ZP2 e ZP3 – a proteínas do espermatozóide – como a SED1 – e dessa forma, a partir dessas ligações fortes, as membranas se fundem.
Correlacione imprinting genômico e partenogênese.
R: Com a fusão das membranas, finalização da meiose do ovócito, temos uma fase importante: pareamento dos cromossomos homólogos provenientes do pai com os da mãe. Esse processo é denominado imprinting genômico e ocorre durante a primeira divisão mitótica que o zigoto irá sofrer. Nesse momento, temos a desfosforilação do envoltório proteico nuclear e pareamento desses cromossomos. Durante a partenogênese, esse pareamento não ocorre já que o zigoto é fruto apenas no gameta feminino. Dessa forma não temos pareamento entre os genoma proveniente dos gametas. 
Estudo Dirigido: Blastulação - primeira semana.
Como acontece o controle do ciclo celular durante a etapa de clivagem?
R: Ocorre pela inibição dos checkpoints da fase G1 e G2. O objetivo dessa célula zigótica é exatamente proliferar, sem se preocupar com o crescimento em tamanho. Além disso, nessa primeira etapa do desenvolvimento embrionário, o material genético do zigoto ainda está metiolado e, portanto, não hábil para sínteses de mRNA, logo, não há como ter sintese proteica e crescimento celular. Dessa forma, temos a inibição dos checkpoints de G1 e G2 e a célula passa diretamente da telófase – ultima fase da mitose – para a fase S e depois para a mitose novamente. Depois de dado momento, esse DNA é desmetiolado e o G1 e G2 voltam a integrar o ciclo celular.
Como acontece o processo de diferenciação celular durante a primeira semana?
R: Por diferença de adesão com as células vizinhas. Depois da formação da mórula e da saída dessa da zona pelúcida graças a volta de G1 e G2 no ciclo celular e da formação da blastocele por secreção de sais no ambiente, temos a formação da chamada blastula. As células superficiais dessa massa de células tem uma interação menor com as células vizinhas do que aquelas que estão no interior. Isso influencia na ação de dois genes: cdx e oct-4. A expressão de oct-4 é regulada pela alta adesão entre as células e inibe a expressão de cdx. Dessa formaa célula se destina a ser um embrioblasto. Agora, caso o oct-4 não seja expresso, o cdx entra em ação e a célula se transforma em trofoblasto.
Defina e explique a transição midiblástula
R: Consiste no ínicio da síntese proteíca a partir de mRNAs provenientes do embrião. Isso ocorre graduamente do estágio de 8 blastômeros para a mórula e consiste na demetiolação do DNA, permitindo que ele seja transcrito e consequentemente, traduzido. A partir disso, temos enfim o crescimento da célula dada a síntese proteica e, além disso, temos a síntese de proteínas de adesão, importante para a coesão dessas células. 
Explique o mecanismo que previne gravidez ectópica.
R: A resposta está na zona pelúcida. Esse envoltório persiste até o estágio da mórula, já que até então temos apenas a clivagem dos blastômeros, sem crescimento celular. Dentro desse envoltório, essas células são impedidas de nidar. Apenas após o estágio de mórula essa massa celular sai desse envoltório como uma ave saindo de um ovo, nidando onde estiver. Associado a isso, temos ação de muco e cílios provocando uma correnteza na tuba uterina e empurrando o zigoto em direção ao útero. A correlação desses dois promovem a nidação no lugar e momento certo. Caso haja problemas no movimento ciliar, no muco ou na zona pelúcida, essa nidação pode ocorrer em um local indevido.
Como o conhecimento deste período do desenvolvimento embrionário pode ser aplicado na prática médica?
R: Pode ser utilizado para os processos de fertilização in vitro e para a indústria biotecidual graças a ação do oct-4. A partir do entendimento de preparação dos gametas, de como ocorre a fertilização e de como o embrião se desenvolve nesses primeiros momentos, é possível promover a fertilização in vitro e implantação do embrião em momentos corretos na mãe. Além disso, a questão da expressão de oct-4 promovendo carater embrionário nas células pode ser utilizado para desdiferenciar células de um indivíduo adulto e assim ele possuirá celulas precursoras. Tratamentos de doenças neurológicas podem ser desenvolvidos a partir disso por exemplo.
Porque existem vários tipos de clivagem no reino animal? Explique sua resposta (somente para o curso de Ciências Biológicas).
R: Dado a dois fatores: quantidade e posição do vitelo. A quantidade de vitelo impede que a clivagem ocorra de maneira correto já que estamos falando de uma bolsa com substâncias lipídicas, dificil de ser dividida. A partir disso, cada grupo tem sua clivagem específica. Temos dois grandes tipos de clivagem: a holoblástica – podendo ser isolecithal e mesolecithal – e a meroblástica – podendo ser telolecithal, quando há a concentração de vitelo em um canto do blastômero antes da divisão ou o centrolecithal, quando esse vitelo se concentra no centro –. As divisões desiguais e em diferentes planos é desenvolvida graça a movimentação dos centríolos, que ditam como a célula se dividirá.
Estudo Dirigido: Nidação - segunda semana.
Correlacione tipo de gêmeos com anexos embrionários.
R: Temos 4 possilidades de gêmeos: 
A partir da ovulação e fecundação de mais de um ovócito dado o excesso de FSH;
Por falta de adesão entre os blastômeros;
Por falta de adesão entre os embrioblasto dentro do blastocisto;
Por uma divisão já na segunda semana (siameses);
	
	Por óvulos distintos
	Falta de adesão nos blastômeros
	Falta de adesão dentro do blastocisto
	Gêmeos siameses
	Saco amniótico
	2
	2
	2
	1
	Saco vitelínico
	2
	2
	2
	
	Placenta
	2
	2
	1
	1
	Cavidade coriônica
	2
	2
	1
	1
Como acontece a circulação sanguínea materna e fetal na placenta.
R: A circulação ocorre graças a formação de cavidades denominadas lacunas trofoblástica que surgem pela expansão dos sinciciotrofoblastos. Há o rompimento de arteríolas da mãe e ocorre o empossamento do sangue dentro dessas lacunas. Posteriormente, temos o rompimento de vênulas graças a ação da pressão do sangue e a partir disso temos uma circulação nessa camada. Feito isso, o mesoderma extraembrionário começa a formar sistemas de vênulas que se conectam as vilosidades que surgem nessas lacunas e assim, temos a criação de uma corrente sanguínea.
Defina barreira placentária.
R: Barreira formada pela massa dos sinciciotrofoblastos promovendo a separação das células da mãe e as do embrião. Essa barreira impede que o sangue materno e o do embrião se misturem e a partir disso, temos a proteção contra ataques do sistema imunológico da mãe. A alta de pressão no corpo materno pode estourar essas barreiras e causar grandes problemas.
Explique as funções do trofoblasto no processo de nidação.
R:
 O trofoblasto está relaciondo a nutrição e oxigenação do embrião, sendo essa a função primária que dá até o nome a célula;
Está relacionado também a digestão da matriz extracelular entre as células da parede do endométrio, promovendo a invasão e posterior nidação dentro dessa região.;
Secreta anti-inflamatórios a fim de proteger o embrião de ataques imunes provenientes do sistema imunológico materno. Ao linfócito se conectar com o trofoblasto, ele é estimulado a entrar em apoptose;