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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 1 EMBRIOLOGIA HUMANA: FUNDAMENTOS UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 2 1. MECANISMOS, CONCEITOS E PROCESSOS FUNDAMENTAIS PARA A EMBRIOGÊNESE 1.1 Mecanismos Biológicos do Desenvolvimento Humano O desenvolvimento de animais multicelulares, incluindo o ser humano, possui duas funções básicas: diferenciação e reprodução. Assim, cada espécie multicelular possui uma “programação ontogenética” estabelecida nos cromossomos da primeira célula que formará o embrião que contem a informação dos fenômenos que levarão a formação de um novo organismo. Hoje sabemos que estes fenômenos não são determinados se e somente se pela genética do individuo! A maior parte dos mesmos é coordenada pela interação entre fatores genético-ambientais. Ou seja, o ambiente interage com a programação ontogenética. Apesar de cada sistema corporal ter um padrão específico de desenvolvimento, existem processos morfogenéticos que são similares e relativamente simples que ocorrem, principalmente ao longo da embriogênese. Como é o material genético (DNA) que comanda a morfogênese antes de revisarmos os principais processos associados ao desenvolvimento vamos comentar alguns aspectos gerais associados a regulação dos genes. 3.2 Regulação da Expressão Gênica e Desenvolvimento Você aprendeu que todas as células que possuem núcleo, contêm no seu interior cópia do material genético (DNA) associado a proteínas (histônicas e não-histônicas) que está estruturalmente organizado sob a forma de cromossomos. Assim, se possuímos 46 cromossomos isto significa dizer que temos 46 moléculas de DNA associadas a proteínas. Veja bem, se todas as célula possuem, praticamente, o mesmo material genético como estas células fazem para se diferenciar nos diversos tipos celulares existentes no nosso organismo (cerca de 216 tipos de células)? Como estas células conseguem se organizar em tecidos e em formas tridimensionais denominadas órgãos que possuem estruturas e funções específicas? Esta diversidade morfológica vai ocorrer uma vez que nem todas as células do organismo possuem os mesmos genes ativos expressando suas proteínas (ou seja, produzindo moléculas de mRNA (RNA mensageiro) que são usadas para sintetizar proteínas no reticulo endoplasmático rugoso). Sendo assim, a regulação da expressão gênica é o processo chave para o desenvolvimento do organismo. Com base nesta premissa podemos fazer algumas afirmativas gerais associadas ao fenômeno da regulação gênica: (1) Muitos processos biológicos são comuns a todas as células e, portanto a síntese de proteínas é similar em todas as células. (2) Algumas proteínas são abundantes somente em tipos especializados de células não sendo detectadas em outras células. Por exemplo, a hemoglobina só é produzida pelos eritroblastos e, portanto só é expressa nos glóbulos vermelhos. (3) Estudos sobre a expressão gênica dos eucariotos sugerem que em uma célula humana típica em qualquer momento do seu ciclo celular ela expressa aproximadamente de 10 a 20 mil genes dos seus 30 mil genes. Quando comparamos a expressão de RNAs entre duas células diferentes podemos observar esta variação na expressão gênica. (4) O processo de controle da expressão gênica não ocorre somente através do controle da transcrição do RNA. Existem controles chamados “pós-transcricionais”, ou seja, que irão regular se ocorrerá ou não a síntese de uma proteína (regulando a taxa da degradação do mRNA que é uma molécula altamente sensível a enzimas chamadas RNAses ou mesmo UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 3 regulando a formação das estruturas terciárias e quaternária das proteínas que as tornam funcionais). (5) A regulação da expressão dos genes pode ser alterada como resposta a influencia do ambiente. Ou seja, uma célula pode estar programada para expressar determinado conjunto de genes e esta expressão serem alterada pelo efeito de algum fator ambiental, como por exemplo, a desnutrição (de macro ou micronutrientes), a desidratação, por temperaturas extremas (muito altas ou muito baixas). Alterações genéticas (tanto no DNA quanto nos cromossomos) podem levar as mudanças na expressão dos genes. No caso da embriogênese a alteração na expressão dos genes é muito dramática porque podem ocasionar as chamadas mal-formações (tanto de origem ambiental quanto de origem genética) que serão estudadas posteriormente. 1.3 Principais tipos de Regulação da Expressão Gênica A Figura 1.1 apresenta um esquema geral dos principais tipos de regulação da expressão dos genes dos eucariotos que são abaixo brevemente comentados. A Figura 1.2 apresenta um esquema geral do gene eucariótico e as principais etapas da produção do RNA (transcrição) até a síntese de proteínas. Controle transcricional: quando a regulação da expressão de um determinado gene é feito via controle da quantidade de moléculas de RNA produzidas. O controle transcricional pode ser temporário ou mesmo relativamente permanente. Geralmente hormônios, fatores de transcrição, substâncias parácrinas ou mesmo a localização física da célula em um dado local do corpo ou a ação de um determinado fator ambiental agem na regulação da transcrição de um dado gene. Estes fatores podem interromper a expressão do gene (ou seja, a transcrição do RNA é interrompida) ou também podem induzir ou mesmo acelerar ou desacelerar a sua expressão. Uma vez que o fator regulatório não esteja mais presente, a célula volta ao estado original de expressão daquele gene. Ou seja, a regulação transcricional é temporária. Um gene importante para o desenvolvimento inicial do embrião humano é o oct-4. Este gene é um fator de transcrição que se une a uma sequência específica de pares de base no DNA (ATTTGCAT) que está presente em muitos outros genes. Este gene fica ativo no inicio da embriogênese quando as células embrionárias ainda estão em um estado bastante indiferenciado. O gene oct-4 é o primeiro gene cuja expressão é necessária para a determinação da linhagem de células que formarão o embrião que é diferente da linhagem que formará a placenta. O gene oct-4 também se mantem ativo em células não bastante indiferenciadas. Assim, na medida em que as linhagens celulares vão sendo desenvolvidas o gene oct-4 vai diminuindo ou mesmo cessando sua atividade nestas células. se expressa em todas as células embrionárias iniciais (chamadas de blastômeros). Uma vez que quando o zigoto ativa a sua programação genética ele precisa já da proteína OCT-4 os mRNAs iniciais deste gene já estão presentes no óvulo (são oriundos da mãe). Controle Pós-transcricional: além do controle da quantidade de transcritos produzida por um gene existem outros tipos de regulação da expressão do gene que ocorrem após a transcrição do RNA deste gene. Estes controles pós-transcricionais podem ser agrupados nas seguintes categorias: (1) controle do processamento do mRNA (mecanismo de splicing). O mRNA formado a partir do DNA é conhecido inicialmente como RNA heterogêneo uma vez que tem sequencias que serão extirpadas no momento em que o transcrito passar do núcleo para o citoplasma pelo mecanismo de splicing. Assim, pode ocorrer a produção de um transcrito de RNA heterogêneo e o mesmo não sair do núcleo formando o mRNA maduro; (2) pela seleção dos RNAs que serão traduzidos no reticulo endoplasmático rugoso em proteínas; (3) pela desestabilização seletiva de determinadas moléculas de mRNAs através da degradação por enzimas RNAses;(5) pelo controle da atividade das proteínas através da ativação, desativação, degradação ou compartimentalização seletiva logo após a sua síntese. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 4 Figura 1.1 Esquema geral mostrando os principais tipos de regulação dos genes eucariotos que estão associadas à embriogênese. Figura 1.2 Estrutura geral do gene eucariótico. Existe no inicio uma seqüência de bases nitrogenadas que não irá ser molde para a molécula de RNA que é conhecida como região promotora. É nesta região promotora que moléculas regulatórias como hormônios, fatores de transcrição, grupos metila, etc. se ligam e regulam a transcrição dos genes. Logo a seguir existe um códon de iniciação que marca o local a partir do qual o transcrito será produzido. Ao longo da seqüência de bases nitrogenadas que ocorre após o códon de iniciação existem segmentos que darão origem ao mRNA maduro (transcrito) que são denominados exons e segmentos que serão retirados da molécula de RNA (RNA heterogêneo) antes da DNA Controle Transcricional Permanente e Temporário Transcrito Primário Controle do Processamento (Splicing) Núcleo Citoplasma mRNA Controle do transporte Controle da degradação mRNA Inativo/ativo mRNA Controle da tradução PROTEÍNA Controle da atividade da proteína Proteína Ativa/Inativa 1 2 3 4 5 6 Regulação Gênica de Eucariotos DNA Controle Transcricional Permanente e Temporário Transcrito Primário Controle do Processamento (Splicing) Núcleo Citoplasma mRNA Controle do transporte Controle da degradação mRNA Inativo/ativo mRNA Controle da tradução PROTEÍNA Controle da atividade da proteína Proteína Ativa/Inativa 1 2 3 4 5 6 Regulação Gênica de Eucariotos Região Promotora Códon Iniciação Códon Finalização Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3Região Promotora Códon Iniciação Códon Finalização Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3 htRNA Transcrição Splicing (Processamento) mRNA maduro Proteína Tradução NÚCLEO CITOPLASMA Região Promotora Códon Iniciação Códon Finalização Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3Região Promotora Códon Iniciação Códon Finalização Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3 htRNA Transcrição Splicing (Processamento) mRNA maduro Proteína Tradução NÚCLEO CITOPLASMA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 2 1.4 Silenciamento de genes Muitos genes só devem funcionar em períodos determinados do desenvolvimento e em outros devem ser desligados, ou seja, “silenciados”! A inativação dos genes ocorre através de processos bioquímicos que serão posteriormente comentados. A seguir serão descritos alguns padrões de silenciamento de genes relacionados a embriogênese. Inativação do cromossomo X: uma vez que as fêmeas dos mamíferos, incluindo as mulheres apresentam dois cromossomos X logo no inicio da embriogênese um dos cromossomos X é inativado. Deste modo, os genes deste cromossomo são silenciados e apenas um cromossomo X se mantem funcional na célula. O que pode ocorrer é que o cromossomo X herdado da mãe permaneça ativo em uma dada linhagem celular enquanto que o cromossomo X herdado do pai é o que permanece ativo em outra linhagem celular. Assim, apesar as mulheres são funcionalmente hemizigóticas para o cromossomo X porque mesmo possuindo este cromossomo duplicado um deles não funcionará. A inativação do cromossomo X ocorre na fase inicial do desenvolvimento quando o embrião ainda tem menos de 100 células. Como esta inativação ocorre? Quando as células entram em mitose a cromatina se condensa fortemente formando os cromossomos que são estruturalmente compostos por DNA e proteínas. No momento em que a mitose é finalizada ao invés dos dois cromossomos X se descondensarem para permitir que seus genes fiquem ativos apenas um cromossomo sexual sofre este processo. O outro permanece condensado podendo ser observado nas células que estão na interfase via microscopia ótica como uma área condensada fortemente corada denominada corpúsculo de Baar ou cromatina sexual. Entretanto, a inativação do cromossomo X não é total. Aproximadamente 25% dos genes do cromossomo X (~ 16 genes) que está condensado escapam a inativação e continuam se expressando. A maioria destes genes está localizada no braço curto do cromossomo X. Doze genes que permanecem ativos são homólogos a genes presentes no cromossomo Y. Outros genes têm inativação variável, às vezes estão inativos em alguns indivíduos e outras vezes estão ativos. O processo que leva a inativação do cromossomo X está relacionado ao gene XIST localizado no cromossomo X. O produto do gene XIST codifica um RNA maduro que é encontrado somente no cromossomo X inativado (no ativo não encontramos a proteína X). O gene XIST, portanto determina o padrão de inativação e inicia o silenciamento dos genes do cromossomo X. Entretanto, para que o processo seja mantido os genes precisarão sofrer outros processos bioquímicos como é o caso da metilação que será posteriormente comentada. No processo de formação dos gametas femininos (oogênese) será preciso que o cromossomo X inativo seja novamente reativado. O processo de reativação do cromossomo X ocorre pela ação da enzima 5-azacitina que irá inibir o processo de metilação. Também ocorrerá diminuição da expressão do gene XIST. Metilação gênica: muitos genes que também estão presentes nos cromossomos autossômicos que funcionam em determinados momentos da vida não podem funcionar em outros sob pena de alterarem as funções corporais. Para tanto, estes genes precisam ser desligados. Padrões chamados de metilação e acetilação constituem bons exemplos deste tipo de regulação gênica. Em termos moleculares a metilação consiste em uma modificação na molécula do DNA pela sua ligação com um composto químico metila (grupamento CH3). O grupo metila liga-se especificamente a base nitrogenada citosina que geralmente precede uma guanina (grupos CpG). Esta ligação é mediada por enzimas denominadas DNA metiltransferases. Regiões promotoras são ricas em dinucleotídeos CG e uma vez que ocorre a ligação com o grupo metila o gene não responde mais a estímulos internos e externos e, portanto, não transcreve mais moléculas de RNA. Assim, dizemos que ele foi desligado. Os genes metilados podem ser desmetilados pela ação das enzimas desmetilases. Pode também ocorrer desmetilação passiva no qual acontece sem ação enzimática. A metilação do DNA ocorre quase que exclusivamente em CpG de células que já estão diferenciadas. A metilação do DNA controla várias funções do genoma que são essenciais na embriogênese normal. A Figura 1.3 mostra um esquema que indica que os padrões de metilação são bastante altos na vida adulta. Entretanto, logo após a formação a fecudação quando o genoma do zigoto é ativado as taxas de metilação caem na medida em que as células se dividem porque os genes que estavam desligados precisam ser expressos a fim de garantir o rápido crescimento do embrião bem como a sua implantação no útero materno. Entretanto, logo depois, quando as células UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 3 embrionárias aindanão começaram a se diferenciar as taxas de metilação do genoma voltam a aumentar indicando “desligamento de novo dos genes”. Figura 1.3 Padrão de metilação do genoma ao longo do desenvolvimento humano. Como pode ser visto logo após a fecundação os genes desligados voltam a serem ativados via desmetilação. Ainda quando o embrião não passa de um pequeno aglomerado de células (fase de blástula) os padrões de metilação voltam a aumentar. Portanto, existem genes que funcionam só no período muito inicial da embriogênese. Entretanto, a ligação da metila com a citosina torna este local do DNA mais suscetível a mutações. Caso a citosina seja, por exemplo, substituída por uma timina a célula que herdar este DNA não irá metilar esta região. A consequência é que este gene pode voltar a ser ativado. Este processo está correlacionado a doenças com destaque ao câncer. Muitos tipos de câncer estão associados ao que chamamos de hipometilação do DNA. Atualmente uma quantidade robusta de estudos tem demonstrado a importância clinica na alteração destes padrões de metilação tanto para o desenvolvimento embrionário que podem levar, não só a mal-formações, mas também ao aumento de riscos de doenças na idade adulta ou na velhice do individuo afetado. A associação entre metilação, nutrição, desenvolvimento embrionário e doenças neuropsiquiátricas, câncer e cardiovasculares no adulto e idoso serão posteriormente comentadas. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 4 Figura 1.4 Esquema geral (modificado de Aguilera e colaboradores, 2010) que sugere influência ambiental materna nos padrões de metilação relacionados a doenças prevalentes em idosos. A ação de moléculas sobre o DNA como é o caso da metilação é conhecida como epigenética. O termo epigenética surgiu na metade do século XX após estudos que correlacionaram às bases genéticas e embriológicas. Atualmente a epigenética é definida como o estudo das modificações do DNA e das histonas que são herdáveis e não alteram a sequência de bases do DNA. Além da metilação, o material genético pode sofrer outros processos epigenéticos como a acetilação e a fosforilação. Padrões de metilação são fortemente influenciados pelo ambiente já que os grupos metilas são obtidos, principalmente a partir de alimentos ricos em folato como é o caso dos vegetais verdes escuros (brócolis, couve, rúcula, espinafre, etc.). Estados desnutricionais podem alterar os padrões de metilação embrionária que aumentam a suscetibilidade dos indivíduos a doenças crônicas como as cardiovasculares (principalmente por elevar o risco de obesidade e hipertensão ainda na adolescência) e problemas comportamentais e psiquiátricos como a esquizofrenia. A associação entre estado nutricional do feto ao nascer (avaliada pelo peso corporal e o peso da placenta) com maior risco de doenças crônicas foi estabelecida pelo pesquisador Dr. Barker, pesquisador inglês em 1989. Esta associação foi posteriormente descrita em estudos realizados em outros países. Alguns acharam resultados similares e outros não. Portanto, para alguns a teoria de Barker é controversa já que existem diversos fatores que podem influenciar o peso corporal do feto. Mas em geral as pesquisas experimentais e epidemiológicas apoiam tal ideia que ficou conhecida como “hipótese de Barker”, “imprinting fetal” ou mesmo “síndrome metabólica fetal”. A base biológica que explicaria esta maior suscetibilidade a doenças no feto que tem menos de 2.400 kg ao nascer estaria apoiada em alterações no padrão de metilação embrionária e também na ocorrência de um menor número de células do sistema cardiovascular na criança de baixo peso. A Figura 1.4 mostra um esquema modificado da revisão feita pelos pesquisadores espanhóis Aguilera e colaboradores (2010). O esquema foi organizado a partir de um grande número de evidências experimentais e epidemiológicas que indica que os padrões de metilação podem ser alterados por fatores ambientais aumentando assim a desaceleração do envelhecimento ou, o risco de doenças crônicas e a aceleração do envelhecimento biológico. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 5 Figura 1.4 Esquema geral da Hipótese de Barker mostrando o efeito da desnutrição no metabolismo fetal que aumenta a suscetibilidade de doenças cardiometabólicas e cardiovasculares no adulto e idoso. Imprinting genômico: antigamente pensávamos que a herança genética mendeliana funcionava para a totalidade dos nossos genes com padrões de dominância, recessividade e codominância que são bem estabelecidos. Entretanto, em alguns casos se observa que apenas um dos alelos de um dado gene (ou o alelo materno ou o alelo paterno) irá ser normalmente expresso. Ou seja, o alelo herdado de um dos progenitores irá se comportar de forma distinta do alelo herdado pelo outro progenitor. Esse fenômeno denomina-se imprinting genômico. O imprinting poderá ser responsável pelo fato de algumas doenças ocorrerem quando o gene responsável é herdado da mãe e outras quando o alelo é herdado do pai. Este fenômeno foi descoberto no inicio dos anos 80 a partir de resultados obtidos em experimentos com rato. Na década de 90 foram descobertos os primeiros genes imprintados e hoje já foram identificados mais de 20 genes humanos que sofrem imprinting genômico. Os pesquisadores estimam que deva existir entre 100 a 500 genes “imprintados”. Um exemplo de gene imprintado é o fator de crescimento similar a insulina (IGF-2) localizado no cromossomo 11. Este gene está imprimintado no cromossomo de origem materna e deste modo é ativo apenas no cromossomo paterno. Ou seja, herdamos o gene tanto da mãe quanto do pai, mas apenas o gene presente no cromossomo herdado pelo pai estará ativo. Caso, ocorra algum problema genético com o alelo do pai, isto poderá desencadear em alterações no individuo. Em camundongos, quando o gene IGF-2 é herdado do pai o tamanho corporal dos animais é normal. Entretanto, se ele herdar o alelo da mãe os camundongos terão fenótipo anão. Sabe-se que os genes imprintados estão geralmente relacionados ao crescimento embrionário e também ao desenvolvimento comportamental. Portanto, o imprinting está associado a algumas síndromes como a síndrome de Prader- Willi e a Síndrome de Algelman. A síndrome de Prader-Willi ocorre pela perda da função de genes localizados no cromossomo 15 e se caracteriza por obesidade, mãos e pés pequenos, baixa estatura, hipogonadismo e retardo mental. Em mais ou menos 70% dos casos ocorre deleção da região 15q11-q13 do cromossomo paterno. Nesta situação o gene que deveria ser expresso pelo pai, pois o alelo materno está inativo pelo imprinting não existe. Como não existe, o individuo fica ser a produção dos genes que UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 6 existe nesta região e por isto desenvolve as características da síndrome. Geralmente a inativação do alelo ou materno ou paterno (conforme o gene) se dará via metilação ainda na gametogênese. Outro exemplo de imprinting genomico é da condição chamada mola hidatiforme. Esta se caracteriza pelo desenvolvimento excessivo dos tecidos que irão originar a placenta do embrião. Isto pode ocorrer como resultado da fecundação do óvulo por dois espermatozoides ou pela duplicação do prónucleo masculino em um óvulo que tenha perdido o prónucleo feminino (óvulo vazio) 1.4 Conceitos Fundamentais Associados à Embriogênese Ao estudarmos embriologia existem alguns conceitos que precisam ser considerados incluindo os descritos a seguir: Determinação:na denomina-se determinação o estado que uma célula ou um grupo de células adquire no seu desenvolvimento cito-morfogenético. Portanto, a determinação ocorre antes que as modificações morfo-funcionais sejam visíveis. Geralmente este estado de determinação é irreversível. Modulação: processos pelo qual as células adquirem características que podem ser revertidas e que podem até mesmo desaparecer depois de um tempo. Estes processos dependem de fatores regulatórios e é genericamente conhecido como modulação. Morfógenos: tanto na determinação quanto na modulação as moléculas que induzem modificações nas células são conhecidas como morfógenos. Potencialidade evolutiva: uma célula pode dar origem a mais que um tipo diferente de células. Este processo é denominado potencialidade evolutiva celular. Quanto maior o número diferente de células que uma dada célula possui maior a sua potencialidade evolutiva. Aquelas células embrionárias iniciais que tem capacidade de dar origem a todas as células do corpo do embrião são conhecidas como células totipotentes. Todas as células que dão origem a um maior ou menor número de células diferentes são conhecidas como células-troncos. O embrião possui uma grande quantidade de células-tronco (células embrionárias). Entretanto indivíduos adultos também possuem células-troncos com propriedades regenerativas. Este é o caso das células-tronco que regeram constantemente nossos epitélios, nossos ossos, pelos, etc. Indução: os órgãos são estruturas tridimensionais, complexas, compostas por diversos tipos de tecidos. A organização precisa de um órgão, é portanto fundamental para a manutenção das suas funções. A coordenação na constucao dos órgãos é regulada por grupos de células que interagem entre si. Esta interação próxima é denominada indução. Portanto, existem células ou tecidos indutores e células ou tecidos induzidos. A capacidade de células ou tecidos responderem a um sinal indutivo específico é denominada competição. Na formação dos órgãos ocorre uma cascata de indução em que ocorrem muitas interações celulares que se induzem de modo recíproco. 1.5 Processos Fundamentais na Morfogênese A embriogênese ocorre através de fenômenos complexos e interativos relacionados principalmente a cinco processos biológicos: divisão celular (mitoses), interações bioquímicas (relacionada à regulação dos genes que possibilita as células se diferenciarem e realizarem funções específicas), movimento celular que permite com que linhagens celulares se movam no organismo que está em formação, adesão celular, processo que fixa as linhagens celulares em determinados locais do embrião a fim de formar órgãos e sistemas estáveis e funcionais e mecanismos de morte celular programada (apoptose) que irá ser um processo chave na escultura dos órgãos que estão sendo formados. O detalhamento destes processos foi descrito no capitulo 1 que versou sobre as bases da biologia celular e do desenvolvimento. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 7 1.6 Formação dos Tecidos, Órgãos e Sistemas Corporais A formação dos tecidos, órgãos e sistemas corporais é um evento complexo e altamente organizado. Como os estudos têm permitido identificar os principais passos desta formação é possível organizar os principais eventos e etapas nos chamados “mapas de destino celular”. No caso, cada espécie possui o seu mapa. Aqui estudaremos especificamente o mapa do destino celular do ser humano. O mapa do destino celular sempre começa no momento da fecundação e da produção das primeiras células embrionárias e vai em direção da formação dos tecidos, órgãos e sistemas corporais. Assim, no mapa celular uma célula embrionária primitiva é uma célula totipotente (tem potencial para diferenciar-se em qualquer tipo de célula) e à medida que o desenvolvimento a avança torna-se pluripotente (pode diferenciar-se em um grupo de tecidos específicos, por exemplo, uma célula mesenquial pode diferenciar-se em músculo, em osso, em cartilagem etc. e finalmente torna-se uma célula determinada ou específica (uma célula com um padrão morfo-funcional específico como, por exemplo, um hepatócito, uma célula epitelial, uma célula muscular, etc). A partir de pesquisas que acompanham a transformação de linhagens celulares totipotentes em determinadas, puderam ser construídos os mapas do destino celular. O mapa do destino celular de um organismo geralmente parte de uma estrutura inicial (o ovo ou as estruturas inicias do embrião) e informa o que cada parte irá ser no organismo formado. A Figura 1.3 apresenta a primeira etapa do mapa do destino celular do ser humano que consiste na formação dos principais tipos de tecidos corporais. A partir da formação dos tecidos corporais os órgãos, que são estruturas tridimensionais, são formados, bem como, os sistemas corporais representados por vários órgãos que trabalham para a execução de determinadas funções. Aqui é muito importante salientar que todos os órgãos são formados em maior ou menor grau por quatro tipos de tecidos e/ou células: tecido conjuntivo, tecido epitelial, tecido nervoso e tecido muscular além de outros tecidos específicos. Porque estes tecidos são importantes? Porque o tecido epitelial geralmente vai participar da delimitação física do órgão, recobrindo-o e também através das glândulas a ele associada. O tecido nervoso é de fundamental importância porque integra a informação que provem deste órgão para o resto do organismo e do organismo para o órgão. O tecido conjuntivo geralmente compõe as células que preenchem o órgão junto com células especializadas deste órgão. Adicionalmente o tecido conjuntivo pode delimitar órgãos realizando a função de nutrição e suporte. O tecido muscular vai contribuir regulando a mobilidade do órgão entre outras funções. Muitos profissionais consideram que existem cinco tecidos fundamentais uma vez que incluem o sangue como um tecido fundamental para o funcionamento e manutenção dos órgãos corporais. Entretanto, o tanto o tecido muscular quanto o tecido sangüíneo são considerados tecidos conjuntivos especializados. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 8 Figura 1.3 Mapa do destino celular do ser humano. Nesta primeira etapa é mostrada a origem dos principais tipos de tecidos do organismo. No caso, a endoderme também origina tecido similar ao tecido epitelial que, entretanto recobrirá a parte interna do trato digestivo e tecidos envolvidos na formação de glândulas do sistema digestório. Zigoto (ovo fertilizado pelo espermatozóide) Placentas e Anexos Embrionários Massa Celular InternaTrofoblasto 03 Camadas Embrionárias Ectoderme Tecido Nervoso Tecido Epitelial Mesoderme Tecidos Conjuntivo Cartilaginoso Ósseo Muscular Sangue Endoderme Conjuntivo MAPA DO DESTINO CELULAR - I. Formação dos Tecidos Zigoto (ovo fertilizado pelo espermatozóide) Placentas e Anexos Embrionários Massa Celular InternaTrofoblasto 03 Camadas Embrionárias Ectoderme Tecido Nervoso Tecido Epitelial Mesoderme Tecidos Conjuntivo Cartilaginoso Ósseo Muscular Sangue Endoderme Conjuntivo MAPA DO DESTINO CELULAR - I. Formação dos Tecidos UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 9 2. SISTEMAS REPRODUTIVOS, CICLOS REPRODUTIVOS E GAMETOGÊNESE A primeira etapa do ciclo biológico é a formação dos gametas que irão produzir um novo embrião via fecundação e embriogênese.Para estudarmos estes processos (gametogênese, fecundação e embriogênese) é necessário revisarmos aspectos anatômicos e funcionais dos órgãos que compõe o sistema reprodutivo feminino e masculino. 2.2 Sistema Reprodutivo Feminino As principais estruturas do sistema reprodutivo feminino que estão envolvidas com a fecundação e desenvolvimento embrionário são: os ovários, tubas uterinas, útero e vagina. A Figura 2.1 apresenta um esquema geral do sistema reprodutivo destacando aspectos histológicos. A vagina é um órgão muscular que praticamente não possui inervações sensoriais nas suas paredes. Dizemos que é uma cavidade virtual uma vez que seu tamanho se adapta a cópula e ao nascimento da criança. Seus aspectos fisiológicos são muito importantes para a dinâmica da fecundação como será posteriormente comentado. O útero é o órgão no qual o óvulo fertilizado se implanta e se desenvolve durante a gravidez. É histologicamente composto por três camadas teciduais. Um tecido conjuntivo fino no seu exterior que delimita o órgão. O miométrio que é uma camada muscular lisa espessa importante principalmente para as contrações que ocorrem na hora do parto. O endométrio que é a camada mais interna constituída por um epitélio com glândulas e um tecido conjuntivo subjacente. As glândulas mergulham seus túbulos no tecido conjuntivo onde liberam seus produtos. A espessura e as características fisiológicas do endométrio são variáveis ao longo do ciclo menstrual. A descamação do endométrio que leva a ruptura de capilares sangüíneos deste tecido é conhecida como menstruação. Ligadas ao útero se encontram as tubas uterinas. Estas estruturas medem de 20 a 25 cm e têm um diâmetro semelhante ao de um canudinho de bebidas. Histologicamente as tubas são formadas por duas camadas de tecido muscular liso, sendo uma longitudinal e a outra transversal. Um tecido epitelial ciliado recobre a parte interna das tubas. Esta disposição é importante para os movimentos contráteis e ciliares que empurram o muco e o embrião em direção ao útero. Patologias que levam a imobilidade ciliar estão associadas à infertilidade feminina. A abertura final e dilatada das tubas denomina-se fímbrias. As fimbrias que possuem um aspecto de franjas estão fixadas próximas ao ovário por um tecido conjuntivo. Esta proximidade garante que o óvulo liberado pelo ovário será sugado para o interior da tuba. Os ovários são os órgãos responsáveis pela formação dos gametas e produção de hormônios relacionados a manutenção das características sexuais secundárias da mulher. Histologicamente os ovários estão divididos na parte medular (mais interna) e cortical. Na medula ovariana encontra-se uma grande concentração de capilares sanguíneos enquanto na parte cortical encontram-se as células que darão origem aos gametas femininos e as células do estroma que produzem hormônios. Histologicamente o ovário é revestido por um epitélio cúbico simples apoiado em um tecido conjuntivo denso (túnica albugínea). O estroma também é um tipo de tecido conjuntivo. A Figura 2.2 apresenta um esquema geral dos tipos de células e período do desenvolvimento das mesmas que é observado no ovário. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 10 Figura 2.1 Sistema reprodutivo feminino. Figura 2.2 Aspectos histológicos das células corticais do ovário. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 11 2.3 Sistema Reprodutivo Masculino O sistema reprodutor masculino é caracterizado por um conjunto de túbulos com padrões histo- fisiológicos diferenciados que possuem diferentes funções e glândulas. A Figura 2.3 apresenta um esquema geral deste sistema. A genitália externa é formada pelo pênis e o escroto que contém os testículos. Os testículos são envolvidos por uma camada grossa de tecido conjuntivo denso (túnica albugínea) que emite prolongamentos para o interior do órgão formando septos. Estes septos dividem o testículo em lóbulos. Em cada lóbulo existem de 1 a 4 túbulos seminíferos que estão imersos em um tecido conjuntivo frouxo que possui grande quantidade de vasos sanguíneos, inervações, sistema linfático e células especiais denominadas células intersticiais ou de Leydig. Estas células secretam os hormônios esteróides masculinos. Os túbulos seminíferos são as estruturas responsáveis pela produção dos espermatozóides (gametas masculinos). Estes túbulos são compostos por dois tipos celulares. As células germinativas em diferentes estágios do desenvolvimento e as células de Sertoli. As células de Sertoli são ligadas umas as outras por junções de oclusão que cria uma barreira entre o sangue e o testículo e assim o movimento de moléculas grandes entre estes compartimentos. Estas estruturas funcionam como um mecanismo de defesa contra a invasão de microorganismos nos testículos. Além disto, estas células auxiliam na nutrição, suporte das células germinativas e na regulação do desenvolvimento dos espermatozóides. Produzem e secretam hormônios como a inibina e a ativina, fatores de crescimento e proteínas ligantes a andrógenos. As células germinativas (espermatócitos primários, secundários, espermátides, etc.) estão dispostas na parede do túbulo seminífero de tal modo que as células mais jovens estão próximas a parede do túbulo e as espermátides e espermatozóides ao lúmen do túbulo. Esta estrutura permite que os espermatozóides produzidos sejam liberados na luz do túbulo e transportados para uma rede testicular conhecida como túbulos retos. Destes túbulos os espermatozóides que ainda não possuem capacidade de se movimentar sozinhos são empurrados pelo muco em direção ao epidídimo. O epidídimo é um túbulo único altamente enrolado formado por um epitélio colunar pseudo- estratificado cujas células possuem estéreo-cilios. Sua principal função é o armazenamento dos espermatozóides onde estes gametas também completam a sua maturação cerca de 12 dias após sua chegada nesta estrutura. O epidídimo desemboca em um outro túbulo denominado túbulo deferente que faz a ligação do testículo com as estruturas do sistema reprodutivo masculino que estão no interior da cavidade abdominal e que se liga a uretra por onde é liberado o esperma. O esperma ou sêmen é um composto que contém espermatozóide e produtos de glândulas que fazem parte do sistema reprodutivo do homem. Associadas aos ductos deferentes que partem cada um de um testículo encontramos as vesículas seminais. As vesículas seminais são responsáveis pela produção de 70% do volume do ejaculado. O inicio do canal uretral é envolvido por uma glândula conhecida como próstata. A próstata na realidade é um conjunto de 30-50 glândulas formadas por epitélio cubóide ou colunar pseudo-estratificado. O seu produto glandular tem como principal função elevar o pH vaginal o que leva ao aumento da motilidade dos espermatozóides. Geralmente a vagina possui um muco que determina um pH mais acidificado com o objetivo de criar uma barreira química contra a invasão de microorganismos. Entretanto, esta acidez também prejudicaria a sobrevivência e função dos espermatozóides por este motivo o pH vaginal deve ser neutralizado. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 12 Figura 2.3 Sistema Reprodutivo Masculino. No inicio da uretra que penetra no pênis encontramos as glândulas bulborretais (glândula de Cowper). Estas glândulas têm como função a secreção de um muco lubrificante. Histologicamente as glândulas bulborretais são revestidas por epitélio cúbico simples.As vesículas seminais e a próstata também produzem enzimas que liquefazem a condensação do sêmen na vagina. Em geral todas as glândulas participam na nutrição dos espermatozóides produzindo compostos como a frutose e a vitamina C (vesículas seminais) o ácido cítrico (próstata). Um componente importante no sêmen é o zinco. Ainda que a sua função seja desconhecida níveis baixos de zinco estão associados a infertilidade masculina. 2.4 Formação dos gametas: a meiose A reprodução sexual foi um elemento fundamental para a geração da diversidade orgânica que podemos observar no planeta. Se pensarmos de modo global, tal fenômeno é relativamente simples: a reprodução sexual nada mais é que combinação de duas células oriundas, na grande maioria das vezes, de dois indivíduos de uma mesma espécie. Dado que, não é qualquer tipo de célula que consegue “combinar-se com outra”, chamamos estas células com “potencial combinatório” de gametas. A produção de gametas é altamente complexa. Isto por que, este fenômeno envolve uma série de mecanismos bioquímicos e morfo-citológicos, que uma vez desencadeados permitem a “construção de UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 13 uma estrutura celular diferenciada, que irá conter apenas metade do número cromossômico de uma dada espécie. Dizemos então que cada gameta é haplóide (n). No sexo feminino o gameta é genericamente chamado “óvulo ou ovo”. No caso, cabe dizer que a denominação é estritamente dependente da língua que estamos falando. Na língua Inglesa o estágio de óvulo e ovo é denominado igualmente: egg dependendo se o gameta fundiu-se ou não com o gameta masculino, enquanto na Língua Portuguesa, a célula gamética no estágio que antecede a fusão é denominada de “óvulo”, e no estágio após a fusão com o gameta masculino, tal célula é denominada “ovo ou zigoto”. O primeiro evento que leva a formação gamética (ou seja, a situação de haploidia), sem dúvida, é a ocorrência de uma divisão celular diferenciada, genericamente denominada meiose. Na realidade, a meiose possui três grandes funções que estão diretamente associadas à reprodução sexual e a diversidade gerada por tal fenômeno: 1) reduz o número de cromossomos das células gaméticas, o que permitirá que a mesma se funda com outro gameta, formando uma célula totipotente, capaz de originar um novo organismo tridimensional a partir de uma única célula (do ovo); 2) O produto final da meiose sempre será quatro células haplóides (n), ainda que no sexo feminino apenas uma seja funcional (óvulo), enquanto no sexo masculino as quatro são funcionais (espermatozóides); 3) Durante a meiose, podem ocorrer eventos genéticos que levam a troca de segmentos dos cromossomos homólogos, aumentando com isto a variabilidade dos organismos, portanto a terceira e importante função da meiose é gerar diversidade genética através da recombinação (eventos denominados de permuta ou crossing-over). Estes eventos de recombinação podem ser visualizados em nível de microscopia ótica, por que produzem ligações entre cromossomos homólogos em regiões específicas. Tais ligações são denominadas de “quiasma (singular) ou quiasmata (plural)”. 4) A divisão celular meiótica, ao contrário da mitose, envolve a ocorrência de duas divisões celulares seqüenciais, que são denominadas de meiose I e meiose II. A Figura 2.4 mostra de modo esquemático as principais etapas da meiose. 2.5 Gametogênese O desenvolvimento de um organismo multicelular é usualmente iniciado com a fecundação (fertilização) do óvulo pelo espermatozóide. O espermatozóide e o óvulo possuem diferentes papeis para que um novo organismo possa ser gerado. O espermatozóide deve “procurar” o óvulo para poder se fundir com ele e “entregar” a sua parte do conteúdo genético. Esta parte irá então juntar-se a outra metade do óvulo. Por outro lado, o óvulo terá que Ter a capacidade de “responder ao espermatozóide” quando o mesmo o contatar, ignorando o contato de espermatozóides que não seja da sua espécie. Como espermatozóide e óvulo possuem metade do número de cromossomos de uma dada espécie, dizemos que os mesmos são células haplóides (n). Com a fertilização a célula formada retorna ao estado diplóide (2n). Os gametas são derivados de células germinativas primordiais. Estas células são produzidas pelas gônadas masculina e feminina, testículos e ovários, respectivamente. A formação de uma linhagem germinativa depende da presença do chamado germoplasma. O germoplasma é um componente citoplasmático diferente que torna as células gaméticas diferentes das células somáticas. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 14 Quando a linhagem primordial de células germinativas é estabelecida na gônada, as células- tronco desta linhagem dividem-se por mitose para produzir os gametas requeridos para que o organismo se reproduza. Nas gônadas tais linhagens podem estar associadas a outros tipos celulares que auxiliam na nutrição, suporte e proteção das células germinativas. Em geral, as células que dão suporte as células das gônadas são denominadas células foliculares. Podemos reconhecer três fases gerais no processo de formação gamética que serão estudadas com maior profundidade posteriormente: 1ª) Fase proliferativa: durante esta fase as células germinativas são denominadas gônias (espermatogônia no sexo masculino e oogônia no feminino). Estas células agem como um “tronco celular” que se divide por mitose e garante matéria-prima para a formação gamética. A divisão das células da gônia pode ser incompleta. Se isto ocorre, as células-filhas permanecem comunicadas umas com as outras, por pontes intercelulares. Divisões incompletas sucessivas legam a formação de um grande conjunto de células interconectadas. Esta comunicação intercelular pode servir para sincronizar o desenvolvimento das células associadas. 2ª) Fase de produção dos gametas (gametogênese propriamente dita): Quando o organismo atinge a maturidade ele adquire a habilidade de tornar os seus gametas funcionais através da meiose. O produto final desta fase será a formação do gameta masculino e feminino. As fases de produção gamética, bem como a sua associação como processo meiótico pode ser visualizada na Figura 2.5. 3ª) Fase de diferenciação gamética: o gameta depois de formado pode passar por processos morfo-funcionais que o tornam apto a fecundar. Esta fase acontece de modo típico na produção do gameta masculino. Isto porque a célula gamética formada terá que se transformar em um espermatozóide funcional. Denominamos este processo de espermiogênese. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 15 Figura 2.4 Esquema geral da meiose. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 16 Figura 2.5 Principais etapas da gametogênese masculina e feminina. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 17 2.6 Espermatogênese No homem, a meiose precede a diferenciação da célula sexual. Dentro dos testículos células precursoras dos gametas irão se dividir por mitose. Tais células são as espermatogônias. Nos vertebrados as espermatogônias são encontradas ao redor da região que dápara a luz de cada túbulo seminífero. Uma espermatogônia cresce e sofre a primeira divisão meiótica transformando-se em espermatócito primário. Esta célula apesar de ser considerada 2n possui seu conjunto cromossômico inteiro duplicado 9 (duplicação das cromátides). Assim, se for um gameta da espécie humana ele possui neste momento 92 cromossomos. Entretanto, cada dois conjuntos de 46 cromossômicos estão unidos por um mesmo centrômero. Por este motivo, é considerado por muitos autores como uma célula 2n. A divisão meiótica continua formando espermatócitos secundários. Cada um dos quais também é 2n. A partir do espermatócito secundário a segunda divisão meiótica completa-se. Dos dois espermatócitos secundários formados, cada um dá origem a duas espermátides com metade do número de cromossomos (n). No final do processo cada espermatogônia diplóide acaba gerando quatro espermátides haplóides. A formação de quatro células haplóides a partir de uma única gônia é importante, porque em geral, machos precisam produzir milhões de espermatozóides simultaneamente para ter potencial de fecundar um óvulo. Muitas espermatogônias podem estar unidas por pontes intercelulares. Quando ocorre a formação das espermátides, estas pontes são perdidas e junto com ela uma parte do conteúdo citoplasmático que não será necessária para a formação do espermatozóide. 2.6.1 Espermiogênese A primeira vez que um espermatozóide foi observado e descrito foi no ano de 1678 por Anton van Leeuwenhoek, um microscopista holândes. Em um primeiro momento, ele pensou que aquela estrutura móvel era uma espécie de parasita que vivia nos testículos dos machos, e portanto, nada tinham haver com a reprodução. Desta concepção que surgiu o nome “espermatozóide ou espermatozoa”, ou seja animais que vivem no esperma. Foi somente em 1824 que Prevost e Dumas descobriram que os espermatozóides ao contrário de serem parasitas eram as células que potencialmente fecundavam o óvulo (células reprodutivas). Em 1840, von Kollinker descreveu pela primeira vez a formação dos espermatozóides a partir das células testiculares. Apesar da sua grande descoberta, Kollinger ainda pensava que o espermatozóide tinha função somente de “excitar o desenvolvimento embrionário do óvulo” sem que houvesse contato entre os dois gametas. Propôs então que o espermatozóide funcionaria como um magneto. Somente em 1876 se comprovou experimentalmente que o espermatozóide fundia-se com o óvulo para formar um novo ser. Vejamos como uma espermátide transforma-se nesta célula capaz de fundir-se com outra e orientar o desenvolvimento de um organismo. Todas as estruturas presentes em um espermatozóide maduro são provenientes da transformação de organelas citoplasmáticas presentes no espermatócito. Cada uma destas estruturas terá uma função bem definida a fim de que o gameta possa ter capacidade de fecundar. Para estudarmos a espermiogênese, acompanhe a Figura 2.6 que descreve as principais partes do espermatozóide e suas respectivas funções. A Figura foi estruturada a partir do esquema apresentado em Gilbert (1994). Cada espermatózoide é formado por quatro regiões morfologicas definidas: cabeça, pescoço, peça intermediária e flagelo. Na cabeça existe o núcleo onde fica o material genético haplóide. Na região frontal do núcleo observa-se uma outra estrutura denominada acrossomo ou vesícula acrossômica. Esta estrutura é originada a partir do complexo de Golgi. Ela possui uma forma parecida a de um saco que contém enzimas capazes de digerir açucares e proteínas complexas que estão presentes nos envoltórios do óvulo. Segundo autores como Gilbert (1994) podemos considerar o acrossomo como um lissosomo modificado. Em muitas espécies que vivem em ambiente marinho, as UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 18 enzimas presentes no acrossomo podem também servir para o reconhecimento entre os gametas da mesma espécie. O pescoço faz a ligação entre a cabeça e a peça intermediária. Nesta encontra-se uma grande quantidade de mitocôndrias dispostas ao redor da região inicial do flagelo. A função das mesmas é fornecer energia sob a forma de ATP para que o gameta possa se locomover em direção ao óvulo. Denominamos o conjunto destas mitocôndrias presentes na peça intermediária, de bateria mitocondrial. Existe uma grande diversidade de espermatozóides na natureza. Entretanto, naqueles grupos animais mais complexos, este costuma ser dotado de uma estrutura propulsora formada por um flagelo. O flagelo como estrutura locomotora origina-se a partir do centríolo que permite o formação de microtúbulos. Os microtúbulos formam a parte motora do flagelo que é denominada axonema. Também no flagelo encontramos uma proteína denominada dineína. A dineína tem como função a hidrólise da adenosina trifosfato (ATP) produzida pelas mitocôndrias. Ela transforma a energia química do ATP em energia mecânica que impulsiona o espermatozóide. Na espécie humana, existem alguns homens que possuem uma deficiência genética denominada Síndrome Tríade de Kartagener. Estes indivíduos não sintetizam dineína e seus espermatozóides não conseguem se locomover. Portanto, estes indivíduos são estéreis. Figura 2.6 Padrão cito-morfológico do espermatozóide e principais aspectos da espermiogênese UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 19 2.7 Oogênese De modo geral a oogênese é um pouco mais complicada do que a espermatogênese. Isto porque na natureza o óvulo ou ovo produzido apresenta variações importantes e que interferem no desenvolvimento inicial do embrião. Portanto, para estudarmos os mecanismos de oogênese teremos primeiro que considerar os tipos de ovos que existem no Reino Animal. 2.7.1 Características gerais do gameta feminino Os óvulos são classificados em função da quantidade de substâncias nutritiva que eles armazenam. Denominamos o conteúdo nutricional presente no óvulo de vitelo. Existem quatro tipos básicos de óvulos segundo a quantidade e distribuição de vitelo dentro dele. O tipo de ovo irá determinar principalmente como irá acontecer as primeiras divisões celulares do organismo (clivagem) entre outras coisas. No caso, o ser humano possui um ovo do tipo oligolécito que tem pouca quantidade de citoplasma. De uma forma geral a oogênese mais complexa ocorre em mamíferos, incluindo o homem. A seguir comentaremos os principais aspectos relacionados com a oogênese. A oogônia prolifera-se também por divisão mitótica no ovário assim como ocorre com a espermatogônia. Elas também entram em um período de crescimento tornando-se oócitos primários (que sofrem a primeira divisão meiótica). No ser humano (nos mamíferos em geral) a formação dos oócitos primários é restrita a vida embrionária da mulher. Deste modo, todos os óvulos produzidos pela mulher ou outras fêmeas de mamíferos derivam de oócitos primários que se desenvolveram quando as mesmas eram embriões, e, portanto já se encontravam nos seus ovários quando as mesmas nasceram. O oócito primário completa a primeira divisão meiótica e torna-se um oócito secundário, liberando o primeiro corpúsculo polar. O primeiro corpusculo polar como tem pouco citoplasma, degenera e morre. Potencialmente, quando o oócito secundário termina a divisão meiótica torna-se um óvulo maduro, liberando o segundo corpúsculo polar. Como o segundo corpúsculo polar também morre o número de óvulos produzidos a partir de uma oogônia é um! “Dizemos que potencialmente o oócito secundário dá origem ao óvulo porque na realidade no processo denominado “ovulação”a estrutura expulsa do ovário não é um óvulo maduro, mas ainda é um oócito secundário. Portanto, mulheres só ovulam, caso sejam fecundadas. É bom lembrar que o ovócito secundário já é considerado uma célula haplóide mas contem ainda os cromossomos (material genético) duplicados (tétrades). Nos seres humanos (em cordados, especialmente em mamíferos) o ocócito primário é envolto por células ovarianas denominadas “células foliculares”. As células foliculares e o oócito produzem microvilosiddades semelhantes a dedos que se interdigitam. O espaço ocupado pelas microvilosidades formada pelas células foliculares e pelo oócito é denominado zona radiata. Estas células terão a função de nutrir o ovócito quando o mesmo for ovulado (ou seja, quando ele deixa o ovário). Ao longo da oogênese no ovário, com o passar do tempo os espaços entre as células foliculares começam a se encher de líquido formando uma cavidade denominada Antro. As células foliculares formam um estrato epitelial estratificado denominado estrato granuloso. Ao redor do estrato granuloso existe uma camada e tecido conectivo conhecido como teca. A expulsão do ovócito secundário (ovulação) ocorre quando o antro rompe e atira longe o oócito que é sugado pelas tubas uterinas (trompas de Fallopio). A camada de células foliculares que permanece ao redor do ovócito é denominada de corona radiata. O local do folículo rompido que fica vazio após a expulsão do ovócito torna-se uma estrutura denominada corpo lúteo. Caso não haja fecundação, esta estrutura degenera. 2.7.2 Envoltórios e citoplasma do óvulo Envolvendo o citoplasma do óvulo existe a membrana plasmática. Esta membrana regula o fluxo de determinados íons durante a fecundação e tem a capacidade de se fundir com a membrana do espermatozóide da espécie durante a fecundação. Envolvendo a membrana plasmática no lado de fora do óvulo, existe o envoltório vitelínico. Este é formado por glicoproteínas e é essencial para o reconhecimento do espermatozóide da espécie, principalmente em animais de fecundação externa. Em UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 20 mamíferos, que são animais basicamente de fecundação interna, o envoltório vitelínico é mais fino e denominado zona pelúcida. Esta camada acelular é de grande relevância para a reprodução já que possui diversas funções entre as quais podemos citar: (1) atua como barreira que em geral, permite que apenas espermatozoides da mesma espécie a atravessem; (2) inicia a reação que irá desencadear a fecundação propriamente dita do espermatozoide com o óvulo (reação acrossômica); (3) após a fecundação sofre modificações bioquímicas que impedem a entrada de outros espermatozoides para dentro do óvulo; (4) durante as primeiras etapas da embriogênese funciona como um filtro poroso que pemite a entrada de algumas substâncias provenientes das tubas uterinas e impede a entrada de outras substâncias;(5) serve como barreira imunológica entre os tecidos da maternos e embrionários impedindo que a mãe reconheça o filho como um corpo estranho e o destrua; (6) impede que as células embrionárias inicias que estão sendo produzidas se dissociem e se espalhem; (7) facilita a diferenciação das primeiras camadas celulares que formarão o embrião. Rodeando esta zona encontra-se as células do cúmulos ou corona radiata formada por células foliculares ovarianas. A região do citoplasma mais próxima a membrana plasmática é denominada cortéx. Durante a fecundação estas moléculas irão formar microfilamentos necessários para o início da divisão celular. Existe também nesta região grânulos corticais que contém enzimas digestivas, mucopolissacarídeos e proteína hialina. Estas substâncias costumam impedir a poliespermia que será abordada no próximo capítulo que trata sobre fecundação. Os grânulos corticaias são estruturas membranosas formadas pelo aparelho de Golgi. Em camundongos existem cerca de 4 mil grânulos corticais enquanto no ouriço existe 15 mil grânulos corticais. 2.7.3 Controle hormonal da ovulação Em muitas espécies, incluindo o ser humano, a ovulação está associada a um controle hormonal que pode responder a variações ambientais como temperatura, umidade, estado nutricional etc. Este controle é importante por que para muitas espécies que vivem em ambientes cuja a variação de fatores abióticos e bióticos é instável, ele servirá para sinalizar se a mesma deve ou não se reproduzir existindo maior ou menor chance dos embriões gerados chegarem a maturidade. Neste livro estudaremos com maior profundidade a regulação hormonal da ovulação na mulher, nos capítulos que tratarem sobre desenvolvimento embrionário humano. Muito provavelmente em livros textos e disciplinas que versam sobre zoologia e ecologia, você irá encontrar vários exemplos de regulação diferenciada da reprodução segundo as condições ambientais. A seguir comentaremos os principais aspectos relacionados com a oogênese. A oogônia prolifera-se também por divisão mitótica no ovário assim como ocorre com a espermatogônia. Elas também entram em um período de crescimento tornando-se oócitos primários (que sofrem a primeira divisão meiótica). No ser humano (nos mamíferos em geral) a formação dos oócitos primários é restrita a vida embrionária da mulher. Deste modo, todos os óvulos produzidos pela mulher ou outras fêmeas de mamíferos derivam de oócitos primários que se desenvolveram quando as mesmas eram embriões, e portanto já encontravam-se nos seus ovários quando as mesmas nasceram. O oócito primário completa a primeira divisão meiótica e torna-se um oócito secundário, liberando o primeiro corpúsculo polar. O primeiro corpusculo polar como tem pouco citoplasma, degenera e morre. Potencialmente, quando o oócito secundário termina a divisão meiótica torna- se um óvulo maduro, liberando o segundo corpúsculo polar. Como o segundo corpúsculo polar também morre o número de óvulos produzidos a partir de uma oogônia é um! “Dizemos que potencialmente o oócito secundário dá origem ao óvulo porque na realidade no processo denominado “ovulação” a estrutura expulsa do ovário não é um óvulo maduro, mas ainda é um oócito secundário. Portanto, mulheres só ovulam, caso sejam fecundadas. Nos seres humanos (em cordados, especialmente em mamíferos) o ocócito primário é envolto por células ovarianas denominadas “células foliculares”. As células foliculares e o oócito produzem microvilosiddades semelhantes a dedos que se interdigitam. O espaço ocupado pelas microvilosidades formada pelas células foliculares e pelo oócito é denominado zona radiata. Estas células terão a função de nutrir o ovócito quando o mesmo for ovulado (ou seja quando ele deixa o ovário). UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 21 Ao longo da oogênese no ovário, com o passar do tempo os espaços entre as células foliculares começam a se encher de líquido formando uma cavidade denominada Antro. As células foliculares formam um estrato epitelial estratificado denomidado estrato granuloso. Ao redor do estrato granuloso existe uma camada e tecido conectivo conhecido como teca. A expulsão do ovócito secundário (ovulação) ocorre quando o antro rompe e atira longe o oócito que é sugado pelas tubas uterinas (trompas de Fallopio). A camada de células foliculares que permanece ao redor do ovócito é denominada de corona radiata. O local do folículo rompido que fica vazio após a expulsão do ovócito torna-se uma estrutura denominada corpo lúteo. Caso não haja fecundação, esta estrutura degenera. 2.7.4 Envoltórios e citoplasma do óvulo O citoplasma do óvulo é envolvido pela membrana plasmática assim como ocorre em todas as células corporais. Alémda estrutura e propriedades comuns a todas as membranas plasmáticas a membrana do óvulo regula o fluxo de determinados íons durante a fecundação e tem a capacidade de se fundir com a membrana do espermatozóide da espécie durante a fecundação. Envolvendo a membrana plasmática no lado de fora do óvulo, existe o envoltório vitelínico. Este é formado por glicoproteínas e é essencial para o reconhecimento do espermatozóide da espécie, sendo denominado zona pelúcida. Rodeando esta zona encontram-se as células que formam a corona radiata. Durante a fecundação estas moléculas irão formar microfilamentos necessários para o início da divisão celular. Existem também nesta região grânulos corticais que contém enzimas digestivas, mucopolissacarídeos e proteína hialina. Estas substâncias costumam impedir a poliespermia. 2.7.5 Ciclos femininos e controle hormonal Um esquema geral dos dois ciclos femininos: ovariano e uterino é apresentado na Figura 2.7 2.7.5.1 Ciclo ovariano A ovulação está associada a um controle hormonal que pode responder a variações ambientais como temperatura, umidade, estado nutricional, etc. A mulher possui dois ciclos concomitantes: o ciclo uterino e o ovariano. Os dois ciclos estão sob controle dos seguintes hormônios: - Hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) que é produzido pelo hipotálamo - Hormônio luteinizante (FH) e folículo estimulante (FSH) produzidos pela adenohipófise. - Estrogênio, progesterona e inibina que são produzidos pelo ovário. Os ciclos duram aproximadamente 28 dias e se padronizou o seu inicio a partir do primeiro dia de menstruação da mulher. Os ciclos estão divididos em fases. No ciclo ovariano as principais fases são: (1) Fase folicular – ocorre crescimento dos folículos secundários. Nesta fase ocorre aumento gradativo de estrogênio com um pico hormonal que antecede a fase da ovulação. (2) Fase da ovulação – ocorre a liberação do ovocito secundário a partir do ovário. Nesta fase ocorre um aumento intenso dos hormônios LH e FSH bem como da inibina. (3) Fase lútea – as células foliculares do ovócito liberado que permaneceram no ovário começam a secretar hormônios. Uma vez que elas aumentam de tamanho e passam a conter grande quantidade de gordura passam a ser conhecidas como corpo lúteo. Caso não haja fecundação,como anteriormente comentado, o corpo lúteo degenera aproximadamente 28 dias após o inicio do ciclo. O local onde estava o corpo lúteo é observável e conhecido como corpo albicans (corpo branco). Os níveis de progesterona aumentam muito nesta fase. Este hormônio tem um papel importante no preparo do organismo feminino para o desenvolvimento embrionário. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 22 2.7.5.2 O ciclo menstrual ou uterino O ciclo uterino também possui três fases. A primeira é a fase menstrual (menstruação) caracterizada pela descamação do endométrio com perda de sangue. Esta fase dura aproximadamente 3-5 dias e finaliza em torno do sétimo dia. A seguir inicia a fase proliferativa onde o endométrio volta a crescer Em torno do 14º dia (coincidente a ovulação) o endométrio está histo- fisiologicamente pronto para receber o embrião caso houver fecundação. A terceira fase é denominada fase secretora em que as glândulas endometriais, sob a influência da progesterona, continuam aumentando o seu enrolamento e continuam o seu preparo para a gestação. As células endometriais depositam lipídios e glicogênio no seu citoplasma. Estes depósitos vão fornecer nutrientes para o desenvolvimento embrionário inicial caso haja fecundação. A progesterona também torna o muco produzido pelo colo uterino, mais espesso para que não entrem microrganismos e espermatozóides no interior do útero protegendo assim o embrião em formação. A progesterona possui um efeito termogênico que aumenta a temperatura corporal da mulher na hora de acordar de 34ºC para 36ºC. Esta informação é comumente utilizada para se descobrir se a mulher está tendo ciclos ovulatórios ou anovulatórios. Figura 2.7 Esquema geral dos dois ciclos femininos (ovariano e uterino). Estes ciclos são hormonalmente regulados. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 23 3. FECUNDAÇÃO E PRIMEIRA SEMANA DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO 3.1 Fecundação A embriogênese inicia a partir do momento da fecundação do óvulo pelo espermatozóide. A fecundação também é um evento complexo e ainda muito estudado. A partir as evidências científicas levantadas, os seguintes eventos podem ser observados na grande maioria dos mamíferos e no ser humano (Figura 3.1). 1) Capacitação 2) Reação acrossômica 3) Fusão com a membrana plasmática 4) Reação de zona (acontecimentos pós-fusão da membrana) 5) Finalização da meiose 6) Fusão dos prónúcleos masculino e feminino A seguir passaremos a comentar aspectos relacionados a cada um destes eventos: 3.1.1 Capacitação Ao contrário do que possa ser pensado, o trato reprodutivo da fêmea, em especial a vagina, tem um papel muito dinâmico no processo de fecundação. Isto porque os espermatozóides quando são recém- ejaculados dentro deste órgão, ainda não são capazes de fecundar o óvulo (ovócito). Para que eles se tornem potencialmente espermatozóides fecundadores, eles irão ter que passar por um processo denominado de capacitação. Como foi visto no sistema reprodutivo masculino, os espematozóides são banhados por substâncias nutritivas e protetoras (anti-corpos) produzidas por glândulas acessórias. Muitas destas substâncias formam um complexo de glicoproteínas que envolve os espermatozóides e impede-o de fecundar. O fenômeno de capacitação é o da “degradação destas moléculas” tornando-o espermatozóide apto à fecundar. Os mecanismos moleculares deste processo ainda não são bem conhecidos. Entretanto, podemos mimetizar a capacitação in vitro, utilizando solução salina. No ser humano, o fenômeno de capacitação ocorre em 6-7 horas após o espermatozóide estar no trato feminino. Durante o período de capacitação o espermatozóide está movendo-se em direção as tubas uterinas atraído pelo óvulo. Além dos movimentos flagelares, os espermatozóides são auxiliados por ondas de contração muscular da vagina, causadas em parte pela excitação sexual e pela estimulação a movimentação feita por prostaglandinas, uma substância que está presente no esperma. 3.1.2 Reação acrossômica A ação de milhões de espermatozóides (capacitados) juntos circundando a corona radiata, acaba facilitando a passagem dos gametas através desta primeira camada de célula que envolve o ovócito. É importante salientar que se os espermatozóides não estiverem capacitados eles ficam presos na matriz da corona radiata, além do que a “ação conjunta” dos espermatozóides neste processo é fundamental. Portanto, ao contrário do que possa ser pensado, o espermatozóide não tem um comportamento “competitivo” em relação a outro espermatozóide, mas sim um “comportamento cooperativo”. Caso houvesse uma competição para ver que iria fecundar antes o óvulo, certamente as espécies teriam evoluído para a produção de um ou poucos “super-espermatozóides”. Não é o caso, sabe-se que, a baixa concentração de espermatozóides no sêmen, ao contrário de favorecer, prejudica e pode inclusive levar a infertilidade masculina. Uma das enzimas envolvidas na reação acrossômica é a é a hialuronidase que auxilia a desencadear o processo. Esta enzima é uma lisina liberada pelo acrossomo que dissolve mucopolissacarídeos e o ácido hialuronico presentes na corona radiata. Assim que um espermatozóide liga- se a zona pelúcida (que é similar ao envoltóriovitelínico em espécies de fecundação externa), ocorre a UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 24 reação acrossômica. A reação acrossômica pode ser dividida segundo Gilbert (1994) em duas fases: 1ª Fase - Ligação primária do espermatozóide à zona pelúcida: a reação acrossômica ocorre quando, estimulado pela zona pelúcida, a região anterior da cabeça do espermatozóide funde-se ao acrossomo, e as enzimas localizadas nesta estrutura são liberadas. Figura 3.1 Principais fases da fecundação. 3.1.3 Fusão da membrana plasmática do espermatozóide com a do óvulo Após a reação acrossômica, ocorre a fusão da membrana plasmática dos dois gametas. A fusão é um processo dinâmico mediado por proteínas fusogênicas presentes no espermatozóide. A divisão celular acontecerá, entretanto o tamanho das células formadas serão menores do que a primeira célula. Deste modo o embrião em formação permanece com o mesmo tamanho original durante a clivagem. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 25 Quando o embrião contém cerca de 8-16 células ele é denominado mórula por possuir uma estrutura semelhante a uma amora. Logo após este período ocorre o fenômeno da compactação. A compactação ocorre porque os blastômeros mais externos se aderem uns ao outros através de junções comunicantes entre as células que aumenta a sua interação para que ocorram trocas de compostos bioquímicos relacionados a diferenciação. 3.1.4 Reação de zona Logo após a fusão das duas membranas, um processo citoplasmático é desencadeado como modo de impedir a poliespermia Em mamíferos, a reação de zona não produz uma membrana de fecundação, mas o efeito é o mesmo. No caso de mamíferos, incluindo o ser humano, o bloqueio a poliespermia é rápido e ocorre do seguinte modo: a membrana sofre despolarização e grânulos corticais presentes no córtex do óvulo são ejetados para o espaço previtelínico (espaço entre a membrana plasmática e a zona pelúcida). Este processo (reação de zona), acaba inativando os receptores espermáticos presentes na zona pelúcida, impedindo a entrada de outros espermatozóides. Têm sido proposto que esta inativação ocorre porque os grânulos corticais contém uma enzima que “corta um açúcar presente na região terminal da proteína ZP3 impedindo que a mesma ligue-se a outros espermatozóides. 3.1.5 Ativação do óvulo e finalização da meiose A despolarização da membrana envolve liberação de íons de Ca 2+ armazenados em organelas como o retículo endoplasmático que estão presentes dentro do citoplasma do óvulo. A liberação destes íons ativa o metabolismo do óvulo. O pH do citoplasma aumenta, o consumo de oxigênio também e a síntese de proteínas também aumenta e a segunda divisão meiótica é finalizada, havendo liberação do segundo corpúsculo polar.. A fusão total do espermatozóide com o óvulo não ocorre até que todos os componentes do espermatozóide, exceto sua membrana plasmática não penetre dentro do óvulo. Em mamíferos todo este processo ocorre em cerca de 12 horas. Após a fecundação e ativação do zigoto uma série de eventos será desencadeada a fim de transformar uma única célula em um corpo tridimensional com cerca de 216 tipos de células que compõe tecidos, órgãos e sistemas. Os principais eventos relacionados à embriologia são comentados a seguir: 3.2 Principais eventos da 1ª Semana de Desenvolvimento Embrionária Este período é também chamado de período da CLIVAGEM. Isto porque irá acontecer uma intensa divisão mitótica. Entretanto, em comparação com outras espécies de animais a clivagem nos seres humanos é relativamente lenta. Esta fase do desenvolvimento embrionário ocorrerá enquanto o embrião se move da tuba em direção ao útero materno. 5.2.1 Principais características da clivagem e formação do blastocisto Acompanhe o texto através das Figuras 3.2 e 3.3 que apresentam de modo sintético as principais transformações que ocorrem nesta fase. As células que são formadas a partir da mitose são denominadas blastômeros. No embrião humano os blastômeros não têm o mesmo tamanho (existem blastômeros maiores e outros menores) isto porque a quantidade de citoplasma não é dividida igualmente. Alguns blastômeros se dividem longitudinalmente e outros transversalmente. Com base nestas características a clivagem de mamíferos e do ser humano é denominada clivagem holoblástica rotacional. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIENCIAS DA SAÚDE – DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA Profa.Dra. Ivana Beatrice Mânica da Cruz 26 Formação do blastocisto: aproximadamente quatro dias após a fecundação blastômeros começam a secretar líquido formando uma cavidade interna no embrião conhecido como blastocele. Se não tiver acontecido a compactação não ocorrerá a formação da blastocele e portanto o embrião se tornará inviável. O embrião neste estágio é denominado blastocisto. Neste estágio reconhecemos dois tipos células: o trofoblasto – células externas que circundam e delimitam o embrião; e a massa celular interna- agrupamento de células que fica concentrado em uma das extremidades do blastocisto. A extremidade que contém estas células passa a ser conhecida como pólo animal e a que contém a blastocele é denominada de pólo vegetal. Destino das duas camadas celulares (formação do disco bilaminar): o trofoblasto irá participar da formação de estruturas anexas ao embrião que são vitais para a sua sobrevivência como a placenta e o saco coriônico onde o embrião permanecerá ao longo do seu desenvolvimento. A massa celular interna irá dar origem às estruturas embrionárias (embrião propriamente dito) e também a estruturas anexas importantes no desenvolvimento. A formação do disco bilaminar (blastocisto) representa o primeiro processo de citodiferenciação do embrião. Experimentos têm demonstrado que a posição dos blastômeros é fundamental na formação do trofoblasto e massa celular interna. Ou seja, quando uma célula mais externa é colocada na parte mais interna e vice-versa a célula que formaria trofoblasto acaba formando a massa celular interna sendo o contrário também verdadeiro. Durante todo o período da ovulação, fecundação e clivagem que ocorre ao longo do transporte do embrião da tuba uterina em direção ao útero à zona pelúcida será mantida. Esta estrutura só será degradada por ocasião da chegada do embrião ao útero da mãe. 3.2.2 Implantação do Embrião no Endométrio Uterino Outro evento de máxima importância que ocorrerá no final da primeira semana (6-7 dias após a fecundação) é o início da implantação do embrião no útero materno. Um comentário interessante de ser feito é que a Organização Mundial de Saúde considera que a gravidez propriamente dita começa a partir do momento que a implantação é finalizada. - A dissolução da zona pelúcida indica que o embrião está apto a se implantar no útero materno. As principais características da implantação serão comentadas a seguir: - Estágio 1: Fase de adesão: para que a implantação ocorra o endométrio precisa estar devidamente preparado e receptivo. A receptividade endometrial a implantação é modulada pela ação de hormônios estradiol (uma forma ativa do estrogênio) e a progesterona. Existem também outras substâncias que serão vitais para o processo de implantação como a interleucina 1 beta (IL-1), fator de ativação de plaquetas (PAF), fator de crescimento insulínico (IGF), fator de necrose tumoral (TNF). Estes fatores participam de um processo denominado “sinalização celular” que é a comunicação
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