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Embriologia Gametogênese As células germinativas primordiais (PGC) dão origem a linhagem germinativa (gametas). Elas se localizam primeiramente na parede do saco vitelínico (4ª a 6ª semanas). Essas células migram entre a 6ª e a 11ª semana para as gônadas em desenvolvimento, lá se diferenciam em espermatogônias ou ovogônias que são células diploides. Os gametas são formados pelo processo de gametogênese, em que as espermatogônias e ovogônias sofrem meiose, reduzindo o número de cromossomos da célula pela metade, produzindo células haploides. A espermatogênese acontece nos tubos seminíferos dos testículos a partir da puberdade. Já a ovogênese se inicia entre o 3º e o 5º mês de vida intrauterina, período em que a ovogônia sofre sua primeira divisão originando ovócitos primários, contudo a maturação desses ovócitos é completada apenas a partir da puberdade em resposta ao hormônio gonadotrófico. Clivagem A fertilização ocorre nas tubas uterinas. O ovócito primário é fecundado pelo espermatozoide e só então completa a segunda divisão da meiose formando o ovócito secundário. A “mistura” entre os cromossomos do pai e da mãe resulta na formação do zigoto. Em seguida, o posicionamento dos cromossomos na região equatorial marca o início do desenvolvimento embrionário. Ao longo do deslocamento do embrião da tuba uterina para o útero ele sofre diversas divisões mitóticas (clivagem), contudo o tamanho das células filhas não aumenta. Esse aglomerado de células chama-se mórula e com cerca de 16 células elas começam a se diferenciar: a camada periférica mais externa chama-se trofoblasto e irá futuramente formar a placenta e a massa celular interna denominada embrioblasto dará origem ao embrião. No estágio de 30 células o embrião começa a formar uma cavidade preenchida por líquido, a blastocele ou cavidade blastocística. Em torno do 5º ao 6º dia o embrião possui cerca de 100 células formando uma esfera oca denominada blastocisto. É nesse estágio que ele entra na cavidade uterina e inicia a implantação. Gametogênese Ovogênese Espermatogênese Fertilização Clivagem Implantação Origem das células germinativas primordiais A origem das PGCs em humanos não é muito conhecida, mas estudos indicam que elas têm sua formação a partir do epiblasto. As PGCs se localizam na parede do saco vitelínico, migram para a região dorsal do embrião, onde estimulam a formação das gônadas. Durante sua migração as PGCs continuam em processo de mitose. Oogênese Nas gônadas, em tordo do 4º mês, as células germinativas primitivas entram na prófase da meiose I, se diferenciando em ovócitos primários. Essas células entram em latência e não completam primeira divisão meiótica até a puberdade. Os ovócitos primários são recobertos por células foliculares pavimentosas, derivadas que células somáticas de suporte, que secretam IMAS (inibidor de maturação do ovócito) sendo responsáveis por manter os ovócitos primários em estado diplóteno. A partir da puberdade todo mês cerca de 20 folículos primordiais iniciam sua maturação: Epitélio folicular pavimentoso se espessa e se desenvolve em um epitélio cúbico. As células foliculares e o ovócito primário secretam um material acelular composta por glicoproteínas chamado zona pelúcida, formando uma espécie de barreira entre a camada folicular e o ovócito que é ultrapassada por prolongamentos das células foliculares que transmitem sinais e suporte metabólico ao ovócito. O epitélio folicular que era simples se desenvolve em uma cápsula constituída por várias camadas. O hormônio FSH estimula o crescimento da cápsula folicular principalmente pela absorção de líquido que se acumula e promove o crescimento de uma cavidade central chamada antro. Na fase do folículo antral também há secreção de estrógeno. Os folículos estão no ovário e são cercados por tecido conjuntivo. Nesse estagio do desenvolvimento dos folículos esse tecido começa a se diferenciar ao redor dos folículos formando a teca interna e a teca externa. Essas camadas são vascularizadas, ao contrário das células foliculares. As células foliculares que estão em contato com lâmina basal que as divide da teca interna são chamadas de células granulosas. O ovócito, por fim, se projeta para a cavidade antral sendo revestido por uma fina camada de células foliculares cujo nome é cumulus ooforus. Com o folículo maduro e imediatamente antes da ovulação o ovócito primário completa a divisão produzindo um corpo polar e o ovócito secundário. 1. Folículo Primordial: ovócito primário e camada simples de células foliculares epiteliais pavimentosas. 2. Folículo Primário: ovócito primário, zona pelúcida, revestimento por uma camada de células foliculares epiteliais cuboides. 3. Folículo em Crescimento: ovócito primário, zona pelúcida, camada espessa de células foliculares epiteliais. 4. Folículo Antral ou Vesicular: ovócito primário, zona pelúcida, células foliculares, cavidade antral preenchida por líquido, teca interna, teca externa. 5. Folículo de Graaf: ovócito primário, zona pelúda, células foliculares, cavidade antral dilatada, teca interna, teca externa. 6. Término da primeita divisão meiótica com a produção de um corpúsculo polar e o ovócito secundário. 7. Ovulação: saída do ovócito secundário do ovário, surgimento do corpo lúteo. 8. Fertilização 9. Término da segunda divisão meiótica resultando no ovócito maduro ou definitivo e em dois corpúsculos polares. Quando o folículo está maduro (folículo de Graaf), aumento no LH e no FSH induz o ovócito primário a completar a primeira divisão meiótica gerando o ovócito secundário. Cerca de 35 horas após o surto de LH e FSH ocorre a divisão do ovócito primário, e cerca de 38 horas após o surto ocorre a ovulação. *o LH é como um disparador da ovulação. Durante a divisão celular o cumulus ooforus se desagrega e se destaca para dentro da cavidade antral. Pelas próximas horas as células co comulus ooforus iram secretar uma abundante matriz celular rica em ácido hialurônico. Em seguida ocorre a ovulação, algumas horas depois dos picos hormonais a vascularização dos folículos aumenta e efeitos típicos de uma ação inflamatória induzida por histamina e prostaglandinas podem ser observados. O folículo é deslocado para a superfície do ovário, onde forma uma protuberância, a parede projetada se afina e forma uma pequena protrusão chamada estigma. Por fim a pressão exercida pela musculatura lisa da teca externa e a presença de enzimas colagenases resulta no ovócito secundário sendo expelido juntamente com células do cumulus ooforus e sua matriz de ácido hialurônico. Após a ovulação as células da membrana granulosa (células foliculares em contato com a membrana basal) se proliferam e dão origem as células luteínicas do corpo lúteo. O corpo lúteo é uma estrutura endócrina que secreta hormônios para promover a manutenção do endométrio uterino. Se um embrião não implantar, em cerca de 14 dias o corpo lúteo se degenera, sendo convertido em uma cicatriz (corpo albicans). Aspectos Hormonais Primeiramente, o FSH (hormônio folículo-estimulante) é responsável pela manutenção dos folículos primordiais. Além disso induz ao desenvolvimento da cavidade antral, influi no aumento da secreção de estrógeno pela teca interna e pela camada granulosa, aumenta a expressão de receptores para LH. O hormônio LH (hormônio luteinizante) induz o término da primeira divisão meiótica que teve início no 4º mês do período embrionário. É também muitoimportante no processo de ruptura da parede folicular e ovariana na ovulação. Entre os efeitos do LH se destacam: Produção de progesterona pela teca interna e células gralulosas. Liberação de colagenases que diminuem a resistência da parede ovariana pela teca externa. Indução na liberação de prostaglandinas de resulta em vasodilatação e, por conseguinte, no aumento do líquido folicular (antro) fazendo com que a pressão exercida sobre as paredes foliculares e ovarianas cresça, os vasos sejam comprimidos e ocorra necrose e ruptura da parede do folículo. Espermatogênese No caso de indivíduos geneticamente masculinos as células germinativas primitivas permanecem latentes até a puberdade, período em que se diferenciam em espermatogônias. Quantidades sucessivas de espermatogônias sofrem meiose e dão origem a gametas da puberdae até a morte. Durante a puberdade o hormônio testosterona começa a ser secretado por células de Leyding (presente no tecido conjuntivo) de forma contínua pelos testículos, esse hormônio é responsável pelo desenvolvimento de caracteres sexuais secundários, maturação dos tubos seminíferos, maturação dos testículos e pelo estímulo a espermatogênese. A testosterona tem também a função de induzir as células de Sertoli a se diferenciarem formando um sistema de túbulos seminíferos. As espermatogônias se localizam abaixo da membrana basal que circunda as células de Sertoli e se dividem por mitose de forma que suas células filhas (idênticas a células mãe) podem tanto se diferenciar e dar origem a espermatócitos primários, quanto dar continuidade a população de células tronco. Durante o processo de espermatogênese as células são deslocadas por entre as células de Sertoli, de modo que passem da região basal até o lúmen. Ao longo desse período migratório as duas divisões da meiose ocorrem sem interrupção: uma espermatogônia dá origem ao espermatócito primário que consecutivamente passa pela primeira divisão da meiose originando dois espermatócitos secundários que ao completarem a segunda divisão meiótica formam quatro espermátides que irão se diferenciar em espermatozoides, tal processo de diferenciação é denominado espermiogênese. As células de Sertoli participam ativamente da espermiogênese, os espermatócitos e as espermátides estão conectadas às células de Sertoli por junções intercelulares como aquelas presentes entre células epiteliais. Ao longo da espermiogênese o citoplasma dos gametas em formação diminui muito, o excesso de citoplasma é transferido para as células de Sertoli, com isso as espermátides sofrem grandes mudanças conformacionais e organizacionais aproximando-as cada vez mais dos espermatozoides. Finalmente, quando as espermátides já completaram sua diferenciação em espermatozoides, as conexões com as células de Sertoli são desfeitas e o gameta é liberado para a luz do túbulo, tal processo é denominado espermiação. Os espermatozoides são formados por uma cabeça, uma parte intermediária e uma calda. A cabeça contém um núcleo condensado e é coberta por uma vesícula preenchida por enzimas hidrolíticas chamada acrossoma. A peça intermediária contém grandes mitocôndrias que geram energia para o batimento flagelar. A calda é formada por microtúbulos que fazem parte do sistema de propulsão da célula. No trato genital feminino o espermatozoide sofre um processo de capacitação por secreções do oviduto. Essa capacitação consiste principalmente em mudanças no acrossoma que o preparam para liberar as enzimas necessárias na penetração da zona pelúcida. Atenção, slides da aula ***Células de Sertoli: Células de suporte para a espermatogênese. Formam uma barreira hematotesticular, ou seja, nenhuma substância chega até as células germinativa diretamente. *** Espermiogênese: modificações estruturais para a formação dos espermatozoides. Condensação da cromatina (inativação dos cromossomos). Formação do capuz acrossômico. Formação da calda (axonema: 9 pares de microtúbulos + 1 par central) Eliminação de citoplasma. Posicionamento das mitocôndrias na peça intermediária. *** Fatores hormonais: LH células de Leydig testosterona espermatogênese O LH estimula as células de Leydig a produzirem testosterona, hormônio que induz a maturação dos túbulos seminíferos, a maturação dos testículos, e estimula a espermatogênese (a testosterona inibe o LH) FSH células de Sertoli maturação das espermátides (as células de sertoli inibe o FSH) *** No epidídimo ocorre a maturação funcional dos espermatozoides. Remodelação da membrana. Aquisição de motilidade. Capacidade de fertilização. ***Comparação: INÍCIO DA PRIMEIRA SEMANA Fertilização Os espermatozoides recém ejaculados são incapazes de fecundar um ovócito pois devem passar pelo processo de capacitação para se tornarem aptos. Durante a capacitação uma cobertura de glicoproteínas e proteínas seminais é removida da superfície do acrossoma. O deslocamento dos espermatozoides se deve mais pela contração uterina do que por sua capacidade propulsora. Os ovócitos e células foliculares secretam sinais químicos que guiam os espermatozoides capacitados para o ovócito. As fases da fertilização são: 1. Passagem de um espermatozoide pela coroa radiada Os espermatozoides capacitados são capazes de passar a coroa radiada que envolve o ovócito, entretanto esse processo lesiona a membrana acrossômica. 2. Penetração na zona pelúcida Depois de ultapassar a coroa radiada o espermatozoide chega na zona pelúcida e se liga a ela através da ZP3 (uma proteína da zona pelúcida), como resultado dessa e de outras interações entre proteínas o acrossomo rompe liberando diversas enzimas que abrem caminho para o espermatozoide passar pela zona pelúcida. 3. Fusão das membranas As membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozoide se fundem permitindo a entrada da cabeça do gameta masculino. 4. Reação zonal Uma vez que o espermatozoide ultrapassou a zona pelúcida e fundiu sua membrana com a do ovócito, ocorre a reação zonal, que consiste em alterações na zona pelúcida que a torna impermeável a outros espermatozoides. Depois da fusão dois eventos são induzidos: a liberação de uma onda de cálcio que se irradia pela superfície do ovócito e a liberação de conteúdo de diversos grânulos corticais que se localizam logo abaixo da membrana plasmática, para a região entre a zona pelúcida e a membrana celular (espaço perivitelínico). 5. Término da segunda divisão meiótica Quando o espermatozoide penetra o ovócito secundário este é ativado e termina a segunda divisão meiótica gerando um corpo polar e o ovócito maduro, cujo núcleo forma o pronúcleo feminino. 6. Formação do pronúcleo masculino O núcleo do espermatozoide aumenta de tamanho e forma o pronúcleo. Clivagem Após aproximadamente 24 horas depois da fertilização o zigoto inicia divisões mitóticas sucessivas, chamadas de clivagem. Essas divisões não são acompanhadas de divisão celular, de modo que as células filhas são cada vez menores, elas são chamadas de blastômeros. O embrião como um todo permanece envolto pela zona pelúcida. Quando o número de células chega a 16 o embrião é chamado de mórula. A clivagem ocorresimultaneamente a migração do embrião da ampola da tuba uterina, onde houve a fecundação, até a cavidade uterina onde o blastocisto eclode da zuna pelúcida e ocorre a implantação. No blastômero ocorre a primeira divisão entre células. As células mais externas sofrem compactação e são chamadas de trofoblasto e é o componente primário da placenta, enquanto a massa celular interna é chamada de embrioblasto por dar origem ao embrião propriamente dito. Aproximadamente no 4º dia, quando a mórula tem cerca de 30 células, ela começa a absorver fluido. Isso se dá pois as células do trofoblato se agrupam e aderem umas as outras de forma muito forte, essa adesão resulta da deposição de E-caderinas (molécula de adesão) nas superfícies laterais das células, além disso há diversas junções intercelulares (oclusão, adesão, comunicantes...). Além disso as células do trofoblastro expressam uma ATPase de sódio e potássio, que aumenta a concentração de sódio no interior da mórula. Com isso o fenômeno osmótico se encarrega de provocar um fluxo de água do meio externo para o meio interno da mórula formando um fluido blastocístico, quando a pressão hidrostática aumenta uma cavidade é gerada, a cavidade blastocística ou blastocele. Em resposta o embrioblasto forma uma massa compacta em um dos lados da cavidade e o trofoblasto forma um epitélio delgado simples. O embrião nesse estágio é chamado de blastocisto. Uma proteína imunossupressora é secretada pelos trofoblastos entre as 24h – 48h a partir da fecundação, essa proteína (fator inicial de gestação) é a base do exame de gravidez. Durante a bastogênese (formação do blastocisto) o embrião já está na cavidade uterina e a zona pelúcida começa a se degenerar. No 5º dia a ação de enzimas cria uma abertura na zona pelúcida e o blastocisto eclode, saindo da “zp” por essa abertura. Nesse momento o blastocisto está pronto para interagir diretamente com o epitélio do endométrio. Inplantação Pelo 6º dia o blastocisto adere ao endométrio. As células do endométrio respondem a sua presença e a progesterona secretada pelo corpo lúteo se diferenciando em células teciduais com característica secretora. O endométrio se torna extremamente vascularizado e secreta fatores de crescimento juntamente com metabólitos que sustentam o blastocisto. O trofoblasto inicia a produção de gonadotrofina coriônica humana para induzir o corpo lúteo a continuar secretando progesterona. FIM DA PRIMEIRA SEMANA INÍCIO DA SEGUNDA SEMANA O contato com o endométrio induz a proliferação do trofoblasto no polo embrionário, algumas dessas células predem o citoplasma e se fundem formando o sincício, o sinciciotrofoblasto invasivo, que começa a se inserir por entre as células do endométrio empurrando o embrioblasto cada vez mais para dentro da parede uterina. O embrioblasto em forma de disco é constituído por uma camada voltada para a blastocele, hipoblasto, e uma camada de células voltada para o polo embrionário onde o sinciciotrofoblasto se insere no endométrio, o epiblasto. O sinciciotrofoblasto se prolifera e uma cavidade é formada pelo epiblasto, a cavidade aminiótica. Enfim, o sinciciotrofoblasto envolve completamente o embrião no momento em que completamente inserido na parede uterina, deixando apenas um tampão de coagulação indicando o local de implantação. O sinciciotrofoblasto forma também várias lacunas nas regiões mais interiores do endométrio que são preenchidas por sangue materno a partir do compimento de capilares. A cavidade amniótica expande e as células do hipoblasto começam a migrar formando a membrana de Heuser, recobrindo a blastocele. Recapitulando... A mórula, formada a partir da clivagem do zigoto, dá origem ao blastocisto, constituído por uma massa celular interna ou embrioblasto e pelo trofoblasto, durante a primeira semana. Na cavidade uterina o blastocisto sai da zona pelúcida e inicia a interação com o endométrio. No início da segunda semana o embrioblasto divide-se em duas camadas, o hipoblasto (endoderma primitivo) voltado para a blastocele e o epiblasto voltado para o polo embrionário. Uma cavidade denominada cavidade amniótica se desenvolve rodeada por células do epiblasto, forma-se assim o revestimento do âmnio uma das quatro membranas extraembrionárias. O epiblasto e o hipoblasto constituem então um disco embrionário bilaminar entre a cavidade amniótica e a blastocele. O hipoblasto se expande formando a membrana de Heuser, ou saco vitelínico. Na metade a segunda semana a região interna do trofoblasto, a superfície externa do âmnio e do saco vitelínico é revestida pelo mesoderma extraembrionário (tecido conjuntivo). Uma nova cavidade, cavidade coriônica, se desenvolve. O sinciciotrofoblasto, o trofoblasto e o mesoederma iniciam a formação da placenta. Desenvolvimento do Saco Vitelínico e da Cavidade Coriônica Uma segunda onda de proliferação de células do hipoblasto empurra o saco vitelínico para frente invadindo o espaço ocupado pelo mesoderma. Conforme o saco vitelínico definitivo se desenvolve, o saco vitelínico primário forma vesículas que serão degradadas. No final da segunda semana o saco vitelínico definitivo perde contato com os resquícios de saco vitelínico primário e o disco embrionário bilaminar com âmnio dorsal e saco vitelínico ventral fica suspenso na cavidade coriônica por um pedículo de conexão formado por mesoderma extraembrionário. Atenção, slides da aula ***Desenvolvimento das vilosidades coriônicas. 1. Diferenciação da células trofoblásticas em cito-trofoblasto e sincício- trofoblasto. 2. Abertura de vasos capilares subepiteliais pelo sinciciotrofoblasto formando lacunas de sangue materno que circundam o trofoblasto. 3. Células do citotrofoblasto se desenvolvem e revestem internamente o sinciciotrofoblasto, em seguida o mesoderma extraembrionário invade a região dos vilos e forma-se o vilo coriônico. 4. Células do citotrofoblasto ultrapassam o sinciciotrofoblasto invadindo a decídua, constituindo o vilo de ancoragem e o citotrofoblasto extraviloso. 5. Vasos umbilicais alcançam o mesoderma extraembrionário: circulação útero-placentária.
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