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EMBRIOLOGIA AULA 2 E 3 - FECUNDAÇÃO E IMPLANTAÇÃO – 23/11 E 05/12 1º Período – Módulo I FECUNDAÇÃO A fecundação corresponde à uma sequência de eventos moleculares que se inicia quando o espermatozóide toca a membrana do ovócito II e termina com a troca de material genético (cromossomos maternos e paternos) na metáfase da primeira divisão mitótica do zigoto. O processo de fecundação dura em torno de 24 horas e ocorre, normalmente, na tuba uterina. FASES DA FECUNDAÇÃO A fecundação é uma sequência complexa de eventos coordenados. Os espermatozoides não são capazes de fertilizar o oócito imediatamente após a chegada ao sistema genital feminino; em vez disso, eles devem sofrer capacitação e reação acrossômica para adquirirem essa capacidade CAPACITAÇÃO :é um período de condicionamento no sistema genital feminino cuja maior parte acontece na tuba uterina e envolve as interações epiteliais entre os espermatozóides e a superfície mucosa da tuba. Durante esse período, uma camada de glicoproteínas e proteínas plasmáticas seminais é removida da membrana plasmática que recobre a região acrossômica do espermatozoide. Apenas os espermatozóides capacitados podem passar pelas células da coroa radiada e sofrer a reação acrossômica. REAÇÃO ACROSSÔMICA : ocorre após a ligação à zona pelúcida e é induzida por proteínas da mesma. Essa reação culmina na liberação das enzimas necessárias para a penetração da zona pelúcida, incluindo substâncias semelhantes à acrosina e à tripsina. 1)Passagem do espermatozóide através da corona radiata Dos 200 a 300 milhões de espermatozóides normalmente depositados no sistema genital feminino, apenas 300 a 500 alcançam o local de fertilização, e somente um deles fertiliza o oócito. A dispersão das células foliculares da corona radiata que circunda o ovócito e da zona pelúcida parece ser resultado principalmente da ação da enzima hialuronidase, liberada do acrossoma do espermatozóide. As enzimas da mucosa tubária também parecem auxiliar nessa dispersão. Os movimentos da cauda do espermatozóide também são importantes para sua penetração na corona radiata. 2)Penetração da zona pelúcida A liberação das enzimas acrossômicas (acrosina) possibilita que os espermatozóides penetrem a zona, entrando em contato com a membrana plasmática do oócito. A permeabilidade da zona pelúcida se altera quando a cabeça do espermatozóide contata a superfície do oócito. Esse contato resulta na liberação das enzimas lisossomais dos grânulos corticais que estão alinhados na membrana plasmática do oócito. Por sua vez, essas enzimas alteram as propriedades da zona pelúcida (reação da zona), para evitar a penetração do espermatozóide e inativar os locais de receptores específicos de espécies para o espermatozoide na superfície da zona. Outros espermatozoides são encontrados imersos na zona pelúcida, mas parece que apenas um é capaz de penetrar o oócito. **Acredita-se que a reação zonal seja o resultado da ação de enzimas lisossômicas liberadas pelos grânulos corticais situados logo abaixo da membrana plasmática do ovócito. O conteúdo desses grânulos, que são liberados dentro do espaço perivitelino, também causa mudanças na membrana plasmática, tornando-a impermeável aos espermatozóides. 3)Fusão das membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozóide As membranas plasmáticas do ovócito e do espermatozóide se fusionam e se rompem na área de fusão. A cabeça e a cauda do espermatozóide entram no citoplasma do ovócito, mas a membrana plasmática do espermatozóide fica para trás. **Reações cortical e de zona: Como resultado da liberação dos grânulos corticais dos oócitos, que contêm enzimas lisossomais, a membrana do oócito se torna impenetrável a outros espermatozóides, e a zona pelúcida altera sua estrutura e sua composição para evitar a ligação e a penetração do espermatozóide. Essas reações evitam a poliespermia (penetração de um ou mais espermatozóides no oócito). 4)Término da segunda divisão meiótica e formação do pronúcleo feminino A penetração do ovócito pelo espermatozóide estimula o ovócito a completar a segunda divisão meiótica, formando um ovócito maduro e segundo corpo polar. Os cromossomos maternos em seguida se descondensam, e o núcleo do ovócito maduro torna-se o pronúcleo feminino. 5)Formação do pronúcleo masculino Dentro do citoplasma do ovócito, o núcleo do espermatozóide aumenta para formar o pronúcleo masculino, e a cauda do espermatozóide degenera. Morfologicamente, os pronúcleos masculino e feminino são indistinguíveis. Durante o crescimento dos pronúcleos, eles replicam seu DNA-1 n (haplóide), 2 c (duas cromátides). O ovócito contendo dois pronúcleos haplóides é chamado de oótide. 6)Logo que os pronúcleos se fundem em uma agregação de cromossomos única e diplóide, a oótide torna-se um zigoto Os cromossomos no zigoto arranjam-se em um fuso de clivagem, na preparação para a divisão do zigoto. **Durante o crescimento dos pró-núcleos masculino e feminino (ambos haploides), cada pró-núcleo deve replicar seu DNA. Se isso não ocorrer, cada célula do zigoto no estágio de duas células terá apenas metade da quantidade normal de DNA. Imediatamente após a síntese de DNA, os cromossomos se organizam no fuso em preparo para a divisão mitótica normal. Os 23 cromossomos maternos e os 23 paternos (duplicados) separam-se longitudinalmente no centrômero, e as cromátides-irmãs se movem para polos opostos, fornecendo às duas primeiras células do zigoto a quantidade diplóide de cromossomos e de DNA. OBSERVAÇÃO: Um fator inicial de gravidez, uma proteína imunossupressora, é secretada pelas células trofoblásticas e surge no soro materno dentro de 24 a 48 horas após a fecundação. O fator inicial de gravidez forma a base do teste de gravidez durante os primeiros 10 dias de desenvolvimento. O zigoto é geneticamente único porque metade dos seus cromossomos vem da mãe e a outra metade do pai. O zigoto contém uma nova combinação de cromossomos que é diferente da contida nas células dos pais. Esse mecanismo forma a base da herança biparental e da variação da espécie humana. A meiose permite a distribuição independente dos cromossomos paternos e maternos entre as células germinativas. O sexo cromossômico do embrião é determinado na fecundação pelo tipo de espermatozóide (X ou Y) que fertiliza o ovócito. CONSIDERAÇÕES FINAIS: •Estimula o ovócito penetrado a completar a segunda divisão meiótica. • Restaura o número diplóide normal de cromossomos (46) no zigoto. • Resulta na variação da espécie humana através da mistura de cromossomos paternos e maternos. • Determina o sexo cromossômico do embrião. • Causa a ativação metabólica do ovócito e inicia a clivagem (divisão celular) do zigoto. CLIVAGEM Divisões mitóticas repetidas do zigoto. Blastômeros — tornam-se menores a cada divisão por clivagem. A divisão do zigoto em blastômeros inicia- se cerca de 30 horas após a fecundação. As divisões subseqüentes seguem-se uma após outra. Após o estágio de nove células, ocorre a compactação — provavelmente é mediado por glicoproteínas de adesãode superfície celular. A compactação permite uma maior interação célula com célula. Quando já existem 12 a 32 blastômeros, o ser humano em desenvolvimento é chamado de mórula. A mórula se forma cerca de 3 dias após a fecundação e alcança o útero. O embrião como um todo não aumenta em tamanho durante a clivagem e permanece envolto pela zona pelúcida. FORMAÇÃO DO BLASTOCISTO Com a compactação, alguns blastômeros se segregam para o centro da mórula e outros para a parte externa. Os blastômeros localizados centralmente são agora denominados massa celular interna, enquanto os blastômeros da periferia constituem o trofoblasto. Como a massa celular interna dá origem ao embrião propriamente dito, ela também é denominada embrioblasto. O trofoblasto é a fonte primária do componente fetal da placenta. Segundo, as células do trofoblasto em formação expressam uma ATPase transmembrânica de sódio/potássio polarizada basalmente (uma bomba de troca iônica dependente de energia), permitindo que elas transportem e regulem a troca dos metabólitos entre o exterior da mórula (i. e., o ambiente materno do oviduto) e o interior da mórula (i. e., em direção à massa celular interna). E a água segue através da osmose, tornando‑se o fluido blastocístico. Quando a pressão hidrostática do fluido aumenta, forma‑se, dentro da mórula, uma grande cavidade denominada cavidade blastocística (blastocele) . IMPLANTAÇÃO Por volta do quinto dia, a ação de enzimas cria uma abertura na zona pelúcida e o blastocisto eclode espremendo‑se através dela para fora. O blastocisto está agora desprovido de seu revestimento original e pode interagir diretamente com o endométrio. As células adjacentes do estroma endometrial respondem a essa presença e à progesterona secretada pelo corpo lúteo, diferenciando‑se em células secretoras metabolicamente ativas denominadas células deciduais. secreções das células deciduais e das glândulas endometriais incluem fatores de crescimento e metabólitos que sustentam o crescimento do embrião em implantação. OBS.:se um embrião se implantar, células do trofoblasto produzirão o hormônio gonadotrofina coriônica humana (hCG), que mantém o corpo lúteo e, assim, também o suprimento de progesterona (reconhecimento materno da gravidez). Logo que o blastocisto adere ao epitélio endometrial, o trofoblasto começa a proliferar rapidamente e, gradualmente, se diferencia em duas camadas: Uma camada interna de citotrofoblasto e uma massa externa de sinciciotrofoblasto formada por uma massa protoplasmática multinucleada, na qual nenhum limite celular pode ser observado. No oitavo dia, a cavidade amniótica formou-se dentro do epiblasto. Em torno de 6 dias, os prolongamentos digitiformes do sinciciotrofoblasto se estendem para o epitélio endometrial e invadem o tecido conjuntivo. No fim da primeira semana, o blastocisto está superficialmente implantado na camada compacta do endométrio e obtém sua nutrição dos tecidos maternos erodidos. O sinciciotrofoblasto, altamente invasivo, se expande rapidamente em uma área conhecida como pólo embrionário, adjacente ao embrioblasto. O sinciciotrofoblasto produz enzimas que erodem os tecidos maternos, possibilitando ao blastocisto implantar-se dentro do endométrio. O embrioblasto reorganiza-se em epiblasto e hipoblasto Mesmo antes de ocorrer a implantação, as células do embrioblasto começam a se diferenciar em duas camadas epiteliais. No oitavo dia, o embrioblasto consiste em uma camada externa (ou superior) distinta de células cilíndricas, denominada epiblasto , e uma camada interna (ou inferior) de células cuboides, denominada hipoblasto ou endoderma primitivo. Uma membrana basal extracelular é estabelecida entre as duas camadas quando elas se diferenciam. O embrioblasto de dupla camada resultante, denominado disco embrionário bilaminar ou blastoderma bilaminar. Com a formação do disco embrionário bilaminar, o eixo dorsal‑ventral primitivo do embrião é definido (o epiblasto é dorsal, o hipoblasto é ventral). O disco embrionário origina as camadas germinativas que formam todos os tecidos e órgãos do embrião. Desenvolvimento da cavidade amniótica A primeira nova cavidade a se formar durante a segunda semana — a cavidade amniótica. O líquido começa a se acumular entre as células do epiblasto e o trofoblasto sobrejacente. Uma camada de células do epiblasto se expande em direção ao polo embrionário e se diferencia em uma fina membrana que separa a nova cavidade a partir do citotrofoblasto. Esta membrana é o revestimento do âmnio. Embora a cavidade amniótica seja menor do que a cavidade blastocística, ela se expande continuamente. Durante a oitava semana, o âmnio engloba todo o embrião. Desenvolvimento do saco vitelínico e da cavidade coriônica (DÚVIDA) A proliferação de células do hipoblasto é um indício da formação das membranas do saco vitelínico, que se estende do hipoblasto para dentro da cavidade blastocística. No 12o dia, o saco vitelínico primário é deslocado (e em seguida degenerado) pela segunda sequência de migração de células do hipoblasto, as quais formam o saco vitelínico secundário. Um novo espaço — o celoma extraembrionário ou cavidade coriônica — forma‑se pela divisão do mesoderma extraembrionário em duas camadas. O celoma extraembrionário separa o embrião, com seu âmnio e seu saco vitelínico, da parede externa do blastocisto, agora denominada córion. Com a divisão do mesoderma extraembrionário em duas camadas, o âmnio, o saco vitelínico e o córion tornam‑se estruturas com duas camadas, sendo o âmnio e o córion considerados (com base na embriologia comparativa) formados de ectoderma extraembrionário e mesoderma, enquanto o saco vitelínico é considerado formado de endoderma extraembrionário e mesoderma. O saco vitelínico definitivo permanece como a principal estrutura associada ao embrião em desenvolvimento, durante a quarta semana, e executa funções iniciais importantes. O mesoderma extraembrionário que forma a camada externa do saco vitelínico é o principal local de hematopoiese (formação do sangue). Células germinativas primordiais podem ser primeiro identificadas na parede do saco vitelínico. Depois da quarta semana, o saco vitelínico é ultrapassado pelo rápido crescimento e desenvolvimento do disco embrionário. O sistema circulatório uteroplacentário inicia o desenvolvimento durante a segunda semana Durante a primeira semana do desenvolvimento, o embrião obtém nutrientes e elimina resíduos por simples difusão. Com o crescimento do embrião, a necessidade aumenta. Essa necessidade é suprida pela circulação uteroplacentária — o sistema pelo qual os sangues materno e fetal fluem através da placenta, entrando em proximidade e trocando gases e metabólitos por difusão. Este sistema começa a se formar no 9 dia, como vacúolos denominados l acunas trofoblásticas que se abrem dentro do sinciciotrofoblasto. Capilares maternos próximos ao sinciciotrofoblasto, então, se expandem para formar os sinusoides maternos , que rapidamente se anastomosam (se ligam por canais) com as lacunas trofoblásticas.Entre o 11 e o 13 dia, como essas anastomoses continuam a se desenvolver, o citotrofoblasto prolifera localmente para formar extensões que crescem dentro do sinciciotrofoblasto sobrejacente. O crescimento dessas protrusões parece ser induzido pelo mesoderma extraembrionário subjacente recém‑formado. Essas extensões do citotrofoblasto crescem para dentro das lacunas preenchidas por sangue materno, transportando com elas uma camada de sinciciotrofoblasto. Como resultado desses crescimentos são formadas as vilosidades coriônicas tronco primárias. Apenas a partir do 16o dia, o mesoderma extraembrionário associado ao citotrofoblasto penetra no interior das vilosidades tronco primárias, transformando‑as então em vilosidades coriônicas tronco secundárias (Fig. 2‑8 B). No final da terceira semana, este mesoderma da vilosidade origina os vasos sanguíneos fetais que se conectam com os vasos em formação no próprio embrião, estabelecendo então uma circulação uteroplacentária funcional (como discutido no Cap. 12, o coração primitivo começa a bater no 22o dia). As vilosidades que contêm vasos sanguíneos diferenciados são denominadas vilosidades coriônicas tronco terciárias (Fig. 2‑8 C). Como pode ser visto na Figura 2‑ 8 C, os gases, nutrientes e resíduos que se difundem entre o sangue materno e fetal devem atravessar quatro camadas de tecidos: • O endotélio dos capilares das vilosidades. • O tecido conjuntivo frouxo no centro da vilosidade (mesoderma extraembrionário). • Uma camada de citotrofoblasto. • Uma camada de sinciciotrofoblasto. OBSERVAÇÃO: IMPLANTAÇÃO EXTRA-UTERINA Os blastocistos podem se implantar fora do útero. Essas implantações resultam em gestações ectópicas; 95% a 98% das implantações ectópicas ocorrem na tuba uterina. A maioria das gestações ectópicas ocorre na ampola e no istmo da tuba uterina. Na maioria dos países, tem ocorrido um aumento da incidência de gravidez ectópica. A incidência de gravidez tubária varia de uma em 80 a uma em 250 gestações, dependendo do nível socioeconômico da população. Nos Estados Unidos, a incidência de gravidez ectópica é de aproximadamente 2% de todas as gestações, e ela é a principal causa de mortes maternas durante o primeiro trimestre. Uma mulher com gravidez tubária apresenta sinais e sintomas de gravidez (p. ex., ausência de menstruação). As gestações ectópicas produzem fi-hCG mais lentamente do que as gestações com implantação normal; conseqüentemente, as dosagens podem dar resultado falso-negativos, quando realizadas muito cedo. Várias causas de gravidez tubária, mas elas estão freqüentemente relacionadas com fatores que atrasam ou impedem o transporte para o útero do zigoto em clivagem; por exemplo, por aderências na mucosa da tuba uterina ou por obstruções causadas por cicatriz resultante de infecção na cavidade pélvica abdominal — doença pélvica inflamatória. Geralmente, a gravidez ectópica tubária leva à ruptura da tuba uterina e hemorragia na cavidade abdominal durante as primeiras 8 semanas, seguida de morte do embrião. A ruptura da tuba e a hemorragia constituem ameaça à vida da mãe. Quando o blastocisto se implanta no istmo da tuba uterina, esta tende a romper-se precocemente porque essa parte estreita da tuba é pouco expansível. O aborto de um embrião desse local resulta, freqüentemente,em sangramento extenso, provavelmente por causa das ricas anastomoses entre vasos ovarianos e uterinos existentes nessa área. Quando um blastocisto se implanta na porção intramural (uterina) da tuba ele pode evoluir até 8 semanas antes de ser expulso. Quando uma gravidez tubária intramural se rompe, geralmente ocorre um sangramento profuso. Os blastocistos que se implantam na ampola ou nasfímbrias da tuba uterina podem ser expulsos para dentro da cavidade peritoneal, onde comumente se implantam na bolsa retouterina. Em casos excepcionais, uma gravidezabdominal pode chegar a termo e o feto pode ser removido através de incisão abdominal. Entretanto, geralmente uma gravidez abdominal cria uma séria condição porque a placenta adere a órgãos abdominais (Fig. 3-11G) e causa um considerável sangramento intraperitoneal. A gravidez abdominal aumenta o risco de morte materna por um fator de 90 quando comparada com a gravidez intra-uterina, e sete vezes mais do que a gravidez tubária. Em casos muito raros, o concepto abdominal morre e não é detectado; o feto torna-se calcificado, formando um "feto de pedra" — o litopédio (Gr., lithos, pedra, + paidion, criança).
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