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Profa. Renata Ruggier UNIDADE II Biologia, Histologia, Embriologia Chamamos de embriologia a ciência responsável pelo estudo da origem e do desenvolvimento de um ser humano. O início desse processo ocorre quando um ovócito é fertilizado por um espermatozoide, gerando um zigoto. À medida que o zigoto vai se desenvolvendo, forma‐se um embrião e, posteriormente, um feto. Gametogênese – conceitos gerais Gametogênese é a produção de gametas. O gameta masculino é o espermatozoide, e o gameta feminino é o óvulo. A produção de espermatozoides é chamada de espermatogênese e ocorre nos testículos. A gametogênese feminina é a ovogênese e se dá nos ovários. Gametogênese Sequência de eventos através dos quais as células germinativas primitivas (ovogônias) se transformam em ovócitos maduros. Esses processos de maturação começam antes do nascimento e terminam depois do fim da maturação sexual (puberdade). Os processos são: Maturação Pré-Natal dos Ovócitos e Maturação Pós-Natal dos Ovócitos. Ovogênese Células germinativas Oogônia Mitose e duplicação do material genético Oócito I Oócito II (Meiose I, prófase) Glóbulo polar Glóbulo polar (Meiose I, conclusão) (Meiose II até a metáfase) (Meiose II, conclusão) Óvulo (haplóide) Espermatozóide MaturaçãoRepousoMultiplicação e crescimento Gestação Nascimento Puberdade Até a menopausa, mensalmente A B C A ovogênese reparte-se em 3 fases. Maturação Pré-Natal dos Ovócitos Fonte: http://animanmov.blogspot.com/2014/10/oogenese-foliculos-e-trompas-de-falopio.html ED C BA Após o nascimento, o ovário possui inúmeros folículos primordiais. A- folículo primordial; B- folículo primário; C, D- folículos secundários; E- folículo de Graaf. Maturação Pós-Natal dos Ovócitos Fonte: http://animanmov.blogspot.com/2014/10/oogenese-foliculos-e-trompas-de-falopio.html Ovogênese Fonte: PERSAU, T.V.N.; MOORE, K. L. Embriologia Clínica. 6ª edição. Editora Guanabara Koogan. p.17. 2000. Ovário Ovócito primário 46, XX em folículo primário Ovócito primário 46, XX em folículo em desenvolvimento Ovócito primário 46, XX em folículo maior Ovócito primário 46, XX em folículo maduro Ovogênese Primeiro corpo polar Segundo corpo polar Células foliculares Zona pelúcida Espermatozóide Corona radiata Ovócito Fertilizado 23 X Enquanto a ovogênese inicia‐se durante o desenvolvimento embrionário, a formação dos gametas masculinos só será iniciada na puberdade. Durante o período embrionário, as células germinativas primordiais se diferenciam em espermatogônia, células diploides, ou seja, 2n=46. As espermatogônias ficam se dividindo por mitose até a puberdade, quando, através do estímulo da testosterona, se diferenciam em espermatócitos primários. Espermatogênese Espermatogênese Fonte: PERSAU, T.V.N.; MOORE, K. L. Embriologia Clínica. 6ª edição. Editora Guanabara Koogan. p.17. 2000. Espermatogêneses Testículo Espermatócito 46, XY Espermatogônia 46, XY 23, X 23, X 23, Y 23, X 23, Y Espermatozóides madurosEspermatócitos secundários 23, Y Primeira divisão mitótica Segunda divisão mitótica Espermátides Espermiogênese Como é chamada a divisão celular que dará origem à produção de gametas em geral e os gametas femininos e masculinos respectivamente: a) Embriogênese, ovulogênese e espermatogênese. b) Gametogênese, ovogênese e espermatogênese. c) Espermiogênese, ovogênese e meiose. d) Mitose, gametogênese, ovulogênese. e) Espermatogênese, gametogênese e ovulogênese. Interatividade Fertilização: processo se caracteriza pela entrada do espermatozoide no óvulo maduro. A união dessas duas células haploides vai gerar um zigoto diploide (2n=46) de constituição genética única, uma vez que é resultado da combinação de cromossomos maternos e paternos. Ocorre nas tubas uterinas e o sucesso do evento depende de uma série de outros eventos moleculares que devem ocorrer de forma coordenada. Fases do desenvolvimento embrionário Fertilização deve ocorrer entre 12‐24 horas após a ovulação, tempo que o ovócito secundário permanece viável. Os espermatozoides que chegam até o ovócito secundário não conseguem fertilizá‐lo imediatamente, existe um período de cerca de 7 horas chamado de capacitação. Fertilização Parede posterior do útero Blastocistos Mórula Estágio de oito células Estágio de quatro células Estágio de duas células Zigoto Fertilização Ovócito na tuba Ovócito liberado Folículo roto Tecido conjuntivo Corpo lúteo em desenvolvimentoSangue coagulado Ovócito Folículo maduro Folículo quase maduro Folículo secundário Folículo em crescimento Folículo primário inicial Vasos sanguíneos Epitélio Corpo albicans Corpo lúteo maduro Folículo em atresia (em degeneração) Endométrio Relação entre a ovulação e fertilização. Fertilização Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 105. 2017. 1. Passagem do espermatozoide pela corona radiata: liberação das hialuronidases presentes no acrossoma dispersa as células foliculares e permite que o espermatozoide chegue até a zona pelúcida. 2. Rompimento da camada mucosa que protege a membrana do ovócito: os espermatozoides precisam que os receptores específicos da sua membrana interajam com glicoproteínas presentes na zona pelúcida. Etapas da fertilização 3. Fusão das membranas dos gametas: A entrada de um novo material genético estimula o ovócito secundário a terminar sua segunda divisão meiótica e se tornar um óvulo maduro; o núcleo gerado nesse processo é chamado de pronúcleo feminino. Paralelamente ao término da maturação do óvulo, o núcleo do espermatozoide aumenta de tamanho para também formar um pronúcleo masculino. Aproximação dos dois pronúcleos: A membrana dos pronúcleos irá se dissolver e os cromossomos. Etapas da fertilização Etapas da fertilização Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 87. 2017. Núcleo do oócito Célula granulosa Membrana plasmática do oócito Zona pelúcida Vesícula acrossômica Conteúdo acrossômal Ligação do espermatozóide à zona pelúcida Reação de acrossomo Penetração através da zona pelúcida Fusão das membranas plasmáticasO conteúdo do espermatozóide entra no citoplasma do oócito 1 2 3 4 5 Primeira divisão de clivagem Corpos polares Blastômeros Estágio de duas células Estágio de quatro células Mórula em estágio inicial Mórula em estágio avançado Biastocele Massa celular interna Trofobiasto Blastocisto Ovulação dia 2 dia 3 dia 4 dia 5 dia 6 dias 7-10: implantação na parede uterina dias 7-10: fertilização Logo após a fusão dos pronúcleos, os cromossomos alinham‐se no citoplasma do zigoto para iniciar uma série de divisões bivalentes. As repetidas divisões mitóticas que resultam em um rápido aumento do número de células do zigoto recebem o nome de clivagem. Clivagem Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 88. 2017. Após a formação da mórula, as células continuam a se dividir e a se movimentar em um processo chamado de cavitação. O resultado desse processo é a geração de uma estrutura chamada de blastocisto, formada por uma camada de células externamente posicionadas e de aspecto achatado chamada de trofoblasto e um grupo de células internas de aspectoesférico chamado de embrioblasto. Todo esse processo ocorre nas tubas uterinas e leva cerca de 4‐6 dias. Assim que o blastocisto é formado, a zona pelúcida é fragmentada e o blastocisto entra na cavidade uterina pronto para ser implantado. Cavitação Cavitação Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 89. 2017. Massa celular interna ou embrioblasto Epitélio uterino Estroma uterino Cavidade blastocisto Massa celular externa ou trofoblasto Embrioblasto Células trofoblásticas A B A formação do blastocisto é essencial para o processo de implantação, também conhecido como nidação, pois permite a aderência da massa celular ao endométrio uterino. A implantação ocorre pelo lado adjacente ao embrioblasto e é seguida de uma rápida proliferação das células do trofoblasto. Como consequência da expansão do trofoblasto são formadas duas camadas: o citotrofoblasto, (mais interno); e o sinciciotrofoblasto, (mais externa) e que fica em contato direto com o endométrio uterino. Implantação Implantação Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 90. 2017. Tecido conjuntivo enfometrial Secreção glandular Sinciciotrofoblasto Embrioblasto Citotrofoblasto Hipoblasto (endoderma primário) Cavidade blastocística A B Glândula uterina Capilar endometrial Cavidade amniótica Cavidade exocelômica Membrana exocelômica Hipoblasto Citotrofoblasto Sinciciotrofoblasto Âmnio Epiblasto Epitélio endometrial Citotrofoblasto Sinciciotrofoblasto Embrioblasto Hipoblasto Epiblasto Trofoblasto B la s to c is to Ectoderma Cavidade amniótica Endoderme extraembionária Saco vitelino Parte embrionária da placenta Ectoderme embrionária Linha primitiva Endoderme embrionária Mesoderme Chamamos de gastrulação o processo responsável pela geração de estruturas essenciais para a formação dos órgãos, ou seja, é o início da morfogênese. Gastrulação e Neurulação Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 91. 2017. Placa pré-cordial Ectoderma do embrião Nó primitivo Linha primitiva Extremidade caudal Placa neural Processo notocordal Células recém- acrescentadas Membrana bucofaringea Prega neural Sulco neural Notocorda subjacente ao sulco neuralMembrana cloacal A 15 dias B 17 dias C 18 dias D 21 dias Três importantes estruturas são formadas durante a gastrulação: a linha primitiva, os folhetos germinativos e a notocorda. Gastrulação Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 92. 2017. As células da linha primitiva continuam a se movimentar e se distribuem em duas regiões: a mesoderma e a endoderma, esta última próxima ao saco vitelino. Outras células que permanecem no epiblasto e não participam da linha primitiva irão formar a ectoderme. É através da movimentação e da diferenciação das células do epiblasto que serão formados os três folhetos germinativos, endoderme, mesoderme e ectoderme Gastrulação Gastrulação Fonte: Adaptado de: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 93. 2017. Ectoderma Mesoderme Endoderme Sistema nervoso Epiderme (pelos e unhas, por exemplo) Glândulas endócrinas e exócrinas Cristalino, retina e córnea, Revestimento de cavidades (boca, ânus e nariz, por exemplo) Esmalte dos dentes Músculos, ossos e cartilagens Tecido conjuntivo propriamente dito Tecido hematopoiético Sistema cardiovascular Sistema genitouretral Revestimento externo dos órgãos (pleura, peritônio, pericárdio) Revestimento interno do sistema respiratório e digestório Glândulas anexas do sistema digestório (fígado e pâncreas) Timo Glândulas tireoidianas e paratireoidiana Revestimento interno das vias urinárias As células desse nó primitivo se proliferam e se organizam formando um bastão que se estende na direção cranial. À medida que mais células migram nesse sentido, a estrutura em forma de bastão se aprofunda, crescendo na direção cranial e empurrando a linha primitiva na direção caudal. A estrutura formada recebe o nome de notocorda. A notocorda formada não irá se diferenciar em nenhum órgão especial, porém irá estimular as células da ectoderme a se movimentarem, iniciando o processo de neurulação. Notocorda e Neurulação Epiderme em desenvolvimentoNotocorda Sulco neural Aproximação das pregas neurais Tubo neural Tubo neural Canal neural Crista neural Gânglio espinhal em desenvolvimento A neurulação é o processo responsável pela formação do sistema nervoso primitivo do embrião. As células que formam a notocorda liberam substâncias indutoras que induzem a diferenciação das células da ectoderme em uma placa neural que se aprofunda e forma as pregas neurais. Neurulação Fonte: https://pt.slideshare.net/guestc162cc/gastrulao-e-neurulao Em qual fase da fertilização e das primeiras fases do desenvolvimento embrionário ocorre a formação da notocorda? a) Neurulação. b) Implantação. c) Clivagem. d) Fertilização. e) Cavitação. Interatividade Fatores genéticos intrínsecos. Fatores exógenos de origem química, física e biológica. Fatores que afetam o desenvolvimento embrionário Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 105. 2017. Multifatorial 55% Genética 30% Ambiental 15% Cariótipo das espécies parentais 2n = 6 Gameta Meiose anormal não-disjunção Auto fecundação 4n = 12 Tetraplóide Zigoto autopoliplóide Gameta Chamamos de alterações cromossômicas pré‐zigóticas aquelas falhas ocorridas durante o processo de gametogênese e que acarretaram na formação de gametas com alteração no número e/ou na estrutura do cromossomo. Alterações Cromossômicas Pré-Zigóticas Fonte: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Genetica/genesnaoalelos6.php Podem ser causadas por defeitos nos genes, as mutações gênicas, ou nos cromossomos, as mutações cromossômicas também conhecidas como aberrações. Ocorrem ao acaso mesmo que espontânea ou induzida devido ao fato de não sabermos qual gene ou célula irá sofrer mutação. Anomalias Genéticas Aberrações cromossômicas podem incluir genomas inteiros, cromossomos isolados inteiros, ou só partes de cromossomos. Aberrações Cromossômicas Numéricas: aumento ou diminuição do número do cariótipo normal. Aberrações Cromossômicas Estruturais: Um ou mais cromossomos apresentam alterações de sua estrutura. Anomalias Genéticas Primeira consulta pré-natal Semanas de gestação Período embrionário Período fetal P a rt oR is c o c re c s e n te 0 3 5 8 38 Substâncias capazes de atravessar a barreira placentária e induzir más-formações no estágio embrionário. Hipóxia Agentes físicos e químicos Drogas Agentes infecciosos Desequilíbrios nutricionais Agentes Teratogênicos Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 97. 2017. Delecção Duplicação Inversão Translocação As alterações estruturais são classificadas em dois grupos: Alterações Balanceadas ou Estruturais: quando não há perda da informação genética total; justamente por isso não apresentam efeitos fenotípicos. Translocações Recíproca e Robertsoniana Alterações Cromossômicas Pré-Zigóticas Fonte:https://www.qieducacao.com/2011/07/aberracoes-cromossomicas.html Translocação recíproca (não Robertsoniana) Troca de material entre cromossomos não homólogos. Portadores possuem risco de produzir gametas com alterações que podem levar a abortos ou más-formações. Alterações Balanceadas Estruturais Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tr ansloca%C3%A7%C3%A3o_ cromoss%C3%B4mica Alterações Não Balanceadas: quando há alterações no conteúdo genético final, ou seja, há perda ou ganho de segmentos cromossômicos. Sempre há manifestação fenotípica e a gravidade da alteração vai depender da quantidade de genes que foi inserida ou deletada do cromossomo. Alterações Cromossômicas Pré-Zigóticas Translocações Robertsonianas Fusão de cromossomos acrocêntricos. Dão origem a um cromossomo composto. Metocêntrico Sub- Metocêntrico Acrocêntrico Telocêntrico the short arms (lost) a Robertsonian translocation two acrocentric chromosomes Alterações Balanceadas Estruturais Fonte: https://www.estudopratico.com.br/cromossomos/ É considerada uma aberração cromossômica estrutural onde há troca de material entre cromossomos não homólogos. Este tipo de translocação geralmente não causa danos congênitos e pode ser detectado em exames pré-natais. De acordo com o texto acima citado, assinale a alternativa que indica o nome deste tipo de mutação. a) Translocação Robertsoniana. b) Translocação Invertida. c) Translocação Intergênica. d) Translocação de alelo simples. e) Translocação Não Robertsoniana. Interatividade O estudo dos gêmeos é de extrema importância na genética humana, pois permite a avaliação da resposta dos genes em diferentes condições ambientais, permitindo, muitas vezes, o entendimento das bases da hereditariedade de algumas heranças. Mas a primeira questão é: como surgem os gêmeos? Gêmeos Os gêmeos MZ são também chamados de gêmeos idênticos, já que se desenvolveram a partir de um único óvulo fertilizado. Possuem o mesmo repertório genético e são sempre do mesmo sexo. É resultado da separação do zigoto em dois embriões distintos em qualquer fase do desenvolvimento, normalmente em torno de 8‐10 dias após a fertilização. Caso a separação ocorra mais tardiamente, existe um alto risco de formação dos gêmeos siameses que compartilham algumas estruturas corporais. Gêmeos Monozigóticos Gêmeos DZ são consequência da liberação independente de dois ovócitos secundários fertilizados por dois espermatozoides diferentes, assim, são conhecidos como fraternos. São geneticamente diferentes e podem, inclusive, serem de sexos diferente. Hoje já se sabe que existe uma tendência hereditária na formação dos gêmeos DZ, sendo o risco de recorrência em família três vezes maior do que no resto da população. Gêmeos Dizigóticos Diferenças entre as formações de gêmeos DZ e MZ Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 95. 2017. Gêmeos Dizigóticos Implantação dos blastocistos um junto ao outro Dois córions (fundidos) Dois âmnios Placentas fundidas Sacos coriônicos fundidos Zigoto Estágio de duas células Duas mórulas Dois blastocistos Placentas diamnióticas dicoriônicas separadas Sacos coriônicos separados Dois córions Dois âmnios Córions fundidos Placentas separadas Dois âmnios Placentas fundidas Sacos coriônicos fundidos Placentas diamnióticas dicoriônicas fundidas Gêmeos Monozigóticos Durante a clivagem são formados os blastômeros, um grupo de células embrionárias que ainda não responderam aos fatores morfogenéticos de diferenciação. Essas células são referidas normalmente como células-tronco. Duas características podem ser atribuídas às células-tronco: 1. capacidade de se dividir por períodos indefinidos, se corretamente manejadas; 2. originar muitos tipos de células diferentes por serem não especializadas. As células‐tronco embrionárias Células da massa celular interna Embrião precoce (blastocistos) Células-tronco embrionárias cultivadas Astrócitos e oligodendrôcitos Macrófago Célula muscular lisa Neurônio Adipócito estímulo estímulo estímulo estímulo estímulo A potência celular está relacionada ao potencial de diferenciação, ou potencial de se dividir e produzir diferentes tipos de células diferenciadas. Potência Celular Fonte: PICOLI, M. E. F. S. Biologia, Histologia e Embriologia. São Paulo: Editora Sol. p. 99. 2017. Células-tronco: ...se auto-replicar, gerando outras células-tronco São células que podem... ...se diferenciar em diversos tipos celulares Célula-tronco totipotente é a capacidade de uma célula se dividir e se diferenciar em qualquer célula do organismo, incluindo tecidos extraembrionários. Células-Tronco Totipotentes Fonte: http://celulastroncors.org.br/celulas-tronco-2/ Célula-mãe pluripotente Célula mieloide multipotente Célula linfoide multipotente CFU-LCFU-GMCFU-MeBFU-E CFU-M CFU-G Linfoblasto Mielócito Basófito Mielócito Eosinófito Mielócito Neutrófito PromonócitoMegacarioblastoEritrooblasto Eritrócito Plaquetas Monócito Neutrófilo Eosinófilo Basófilo Linfócito T Linfócito B P ro g e n it o ra s P re c u rs o re s C é lu la s M a d u ra s Células pré-diferenciadas que são capazes de se diferenciar em um número limitado de outros tipos de células. Células-Tronco Multipotentes Fonte: Adaptado de: http://knoow.net/ciencterravid a/biologia/hematopoiese/ Células Pluripotentes (Células de blastocisto de 5-14 dias) Óvulo fertilizado Embrião de 8 dias Blastocistro Células do sangue Músculo Neurônio Pluripotentes Referem-se a uma célula tronco que possui o potencial de se diferenciar em qualquer um dos três tipos de folheto embrionário humano: ectoderme, mesoderme e endoderme. Células-Tronco Pluripotentes Fonte: https://www.mundoestetica.xyz/pt/celulas-tronco/celulas-tronco-pluripotentes/ Processo de diferenciação celular Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Desdiferencia%C3%A7%C3%A3o_celular Totipotente Pluripotente Multipotente Especificação Diferenciação Unipotente Desdiferenciação Transdiferenciação Sobre os conceitos de gêmeos assinale a alternativa incorreta: a) Os gêmeos dizigóticos ou fraternos, são formados a partir de dois óvulos. b) Quando um óvulo é produzido e fecundado por um só espermatozoide e se divide em duas culturas de células completas, origina os gêmeos monozigóticos ou idênticos/univitelinos, os quais possuem o mesmo genoma. c) MZ quase sempre são formados em placentas diferentes e não dividem o saco amniótico. d) Os gêmeos fraternos não se assemelham muito entre si, podem ter ou não o mesmo fator sanguíneo e podem ser do mesmo sexo ou não. e) Apesar de serem considerados clones e possuírem o mesmo DNA, gêmeos idênticos não possuem as mesmas impressões digitais pois, dentro do útero materno, têm contatos com partes diferentes desse ambiente. Interatividade ATÉ A PRÓXIMA!