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EMBRIOLOGIA AULA 5 - NEURULAÇÃO E DOBRAMENTO DO EMBRIÃO – 14/12 1º Período – Módulo I Adriely Panetto - 82 A NEURULAÇÃO Os processos envolvidos na formação da placa neural e pregas neurais e fechamento dessas pregas para formar o tubo neural constituem a neurulação. Esses processos terminam na quarta semana, quando ocorre o fechamento do neuroporo caudal. Durante a neurulação, algumas vezes o embrião é denominado nêurula. Placa Neural e Tubo Neural Com o desenvolvimento da notocorda, o ectoderma embrionário acima dela se espessa, formando uma placa alongada, em forma de chinelo, de células epiteliais espessadas, a placa neural. Enquanto a notocorda se alonga, a placa neural se alarga e se estende cefalicamente até a membrana bucofaríngea.Finalmente, a placa neural ultrapassa a notocorda. Por volta do 18º dia, a placa neural se invagina ao longo do seu eixo central, formando um sulco neural mediano, com pregas neurais em ambos os lados. As pregas neurais tornam-se particularmente proeminentes na extremidade cefálica do embrião e constituem os primeiros sinais do desenvolvimento do encéfalo. No fim da terceira semana, as pregas neurais já começaram a se aproximar e a se fundir, convertendo a placa neural em tubo neural, o primórdio do SNC. O tubo neural logo se separa do ectoderma da superfície, assim que as pregas neurais se encontram. As células da crista neural sofrem uma transição, de epiteliais se tornam mesenquimais, e se afastam à medida que as pregas neurais se encontram, e as bordas livres do ectoderma se fundem, tornando essa camada contínua sobre o tubo neural e as costas do embrião. Subseqüentemente, o ectoderma da superfície diferencia-se na epiderme. A neurulação é completada durante a quarta semana. Formação da Crista Neural Quando o tubo neural se separa do ectoderma da superfície, as células da crista neural formam uma massa achatada irregular, a crista neural, entre o tubo neural e o ectoderma superficial suprajacente. Logo a crista neural se separa em partes direita e esquerda, que migram para os aspectos dorsolaterais do tubo neural. As células da crista neural originam os gânglios espinhais (gânglios das raízes dorsais) e os gânglios do sistema nervoso autônomo. Os gânglios dos nervos cranianos V, VII, IX e X também derivam parcialmente das células da crista neural. Além de formarem as células ganglionares, as células da crista neural formam as bainhas de neurilema dos nervos periféricos e contribuem para a formação de leptomeninges As células da crista neural também contribuem para a formação de células pigmentares, células da medula da supra-renal (adrenal) e vários componentes musculares e esqueléticos da cabeça. DESENVOLVIMENTO DOS SOMITOS Além da notocorda, as células derivadas do nó primitivo formam o mesoderma paraxial. Cada coluna está em continuidade com o mesoderma intermediário, que gradualmente se adelgaça para formar a camada de mesoderma lateral. O mesoderma lateral está em continuidade com o mesoderma extra-embrionário que cobre o saco vitelino e o âmnio. Próximo ao fim da terceira semana, o mesoderma paraxial diferencia-se e começa a dividir-se em pares de corpos cubóides, os somitos, que se formam em uma seqüência cefalocaudal. Esses blocos de mesoderma estão localizados em cada lado do tubo neural em desenvolvimento. No fim da quinta semana, 42 a 44 pares de somitos estão presentes. Os somitos formam elevações que se destacam na superfície do embrião. Os somitos aparecem primeiro na futura região occipital do embrião. Logo avançam cefalocaudalmente, dando origem à maior parte do esqueleto axial e aos músculos associados, assim como à derme da pele adjacente . Estudos experimentais indicam que a formação dos somitos a partir do mesoderma paraxial envolve a expressão dos genes da via Notch (sinalização Notch), dos genes Hox e de outros fatores de sinalização. DESENVOLVIMENTO DO CELOMA INTRA-EMBRIONÁRIO O primórdio do celoma intra-embrionário (cavidade do corpo do embrião) surge como espaços celômicos isolados no mesoderma lateral e no mesoderma cardiogênico (formador do coração). Esses espaços logo coalescem, formando uma única cavidade em forma de ferradura, o celoma intra-embrionário (Fig. 4-9E), que divide o mesoderma lateral em duas camadas: • A camada parietal, ou somática, do mesoderma lateral, localizada sob o epitélio ectodérmico e contínua ao mesoderma extra-embrionário, que cobre o âmnio. • A camada visceral, ou esplâncnica, do mesoderma lateral, adjacente ao endoderma e contínua ao mesoderma extraembrionário que cobre o saco vitelino. DESENVOLVIMENTO INICIAL DO SISTEMA CARDIOVASCULAR No fim da segunda semana, a nutrição do embrião é obtida do sangue materno, por difusão através do celoma extra-embrionário e do saco vitelino. No início da terceira semana, iniciam-se a vasculogênese e a angiogênese (Gr. angeion, vaso; genesis, produção), ou formação de vasos sangüíneos, no mesoderma extra-embrionário do saco vitelino, do pedículo do embrião e do córion. Os vasos sangüíneos do embrião começam a se desenvolver cerca de 2 dias mais tarde. A formação inicial do sistema cardiovascular está correlacionada com a necessidade urgente dos vasos sangüíneos de trazer oxigênio e nutrientes para o embrião a partir da circulação materna, através da placenta. Durante a terceira semana, desenvolve- se o primórdio de uma circulação uteroplacentária As células sangüíneas desenvolvem-se a partir de células endoteliais dos vasos à medida que eles se desenvolvem nas paredes do saco vitelino e do alantóide, no fim da terceira semana. A formação do sangue (hematogênese) só começa na quinta semana. Ela ocorre primeiro em várias partes do mesênquima do embrião, principalmente no fígado, e, mais tarde, no baço, na medula óssea e nos linfonodos. Os eritrócitos fetais e adultos derivam de diferentes células progenitoras hematopoiéticas (hemangioblastos). As células mesenquimais que circundam os vasos sangüíneos endoteliais primitivos diferenciam-se nos elementos musculares e conjuntivos dos vasos. O coração e os grandes vasos formam-se de células mesenquimais da área cardiogênica. Durante a terceira semana, forma-se um par de canais longitudinais revestidos por endotélio — os tubos cardíacos endocárdicos — que se fundem, formando o tubo cardíaco primitivo. O coração tubular une-se a vasos sangüíneos do embrião, do pedículo, do córion e do saco vitelino, para formar o sistema cardiovascular primitivo. DESENVOLVIMENTO DAS VILOSIDADES CORIÔNICAS primárias, no fim da segunda semana, elas começam a ramificar-se. No início da terceira semana, o mesênquima penetra as vilosidades primárias formando um eixo central de tecido mesenquimal. Nesse estágio, as vilosidades — vilosidades coriônicas secundárias — recobrem toda a superfície do saco coriônico. Algumas células mesenquimais da viíosidade logo se diferenciam em capilares e células sangüíneas. Quando vasos sangüíneos se tornam visíveis nas vilosidades, elas são chamadas de vilosidades coriônicas terciárias. Os capilares das vilosidades coriônicasfundem-se, formando redes arteriocapilares, as quais logo se conectam ao coração do embrião através de vasos que se diferenciam no mesênquima do córion e no pedículo do embrião (Fig. 4-12). No fim da terceira semana, o sangue do embrião começa a fluir lentamente através dos capilares das vilosidades coriônicas. Oxigênio e nutrientes do sangue materno presente no espaço interviloso difundem- se através das paredes das vilosidades e penetram o sangue do embrião (Fig. 4-14C e D). Dióxido de carbono e resíduos difundem-se do sangue nos capilares fetais para o sangue materno, através da parede das vilosidades.Concomitantemente, células do citotrofoblasto das vilosidades coriônicas proliferam e se estendem através do sinciciotrofoblasto, formando uma capa citotrofoblástica, que, gradualmente, envolve o saco coriônico e o prende ao endométrio. As vilosidades que se prendem aos tecidos maternos através da capa citotrofoblástica constituem as vilosidades-tronco (vilosidades de ancoragem). As vilosidades que crescem dos lados das vilosidades-tronco constituem as vilosidades terminais. E através das paredes das vilosidades terminais que se dá a maior parte das trocas de material entre o sangue da mãe e do embrião. As vilosidades terminais são banhadas por sangue materno do espaço interviloso, que é trocado continuamente. DOBRAMENTO DO EMBRIÃO FASES DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO O desenvolvimento humano pode ser dividido em três fases, que apresentam uma certa inter-relação: • A primeira fase do desenvolvimento é a do crescimento, que envolve divisão celular e a elaboração de produtos celulares. • A segunda fase do desenvolvimento é a da morfogênese (desenvolvimento da forma, do tamanho ou de outras características de um órgão em particular ou parte do corpo). A morfogênese é um processo elaborado durante o qual ocorrem muitas interações complexas, em uma seqüência ordenada. O movimento das células possibilita a elas interagir umas com as outras durante a formação dos tecidos e órgãos. • A terceira fase do desenvolvimento é a da diferenciação (maturação dos processos fisiológicos). O término da diferenciação resulta na formação de tecidos e órgãos capazes de executar funções especializadas. DOBRAMENTO DO EMBRIÃO Um importante acontecimento no estabelecimento da forma do corpo é o dobramento do disco embrionário trilaminar plano em um embrião mais ou menos cilíndrico. O dobramento se dá nos planos mediano e horizontal e é decorrente do rápido crescimento do embrião. A velocidade de crescimento nas laterais do disco embrionário não acompanha o ritmo de crescimento do eixo maior enquanto o embrião aumenta rapidamente de comprimento. O dobramento das extremidades cefálica e caudal e o dobramento lateral do embrião ocorrem simultaneamente. Concomitantemente, a junção do embrião com o saco vitelino sofre uma constrição relativa. Dobramento do Embrião no Plano Mediano O dobramento ventral das extremidades do embrião produz as pregas cefálica e caudal, que levam as regiões cefálica e caudal a se deslocarem ventralmente, enquanto o embrião se alonga cefálica e caudalmente. Prega Cefálica No início da quarta semana, as pregas neurais da região cefálica tornaram-se mais espessas, formando o primórdio do encéfalo. Inicialmente, o encéfalo em desenvolvimento se projeta dorsalmente na cavidade amniótica. Posteriormente, o encéfalo anterior em desenvolvimento cresce em direção cefálica, além da membrana bucofaríngea, e coloca-se sobre o coração em desenvolvimento. A prega cefálica também influencia a formação do celoma embrionário (primórdio das cavidades do corpo). Antes do dobramento, o celoma é uma cavidade achatada, em forma de ferradura. Depois do dobramento, o celoma pericárdico localiza-se ventralmente ao coração e cefálico ao septo transverso. Neste estágio, o celoma intra-embrionário comunica-se livremente, por ambos os lados, com o celoma extra-embrionário. Prega Caudal O dobramento da extremidade caudal do embrião resulta, basicamente, do crescimento da parte distal do tubo neural — primórdio da medula espinhal . Com o crescimento do embrião, a eminência caudal (região da cauda) se projeta sobre a membrana cloacal (futura região do ânus). Durante o dobramento, parte da camada germinativa endodérmica é incorporada ao embrião, formando o intestino posterior (primórdio do cólon descendente). A porção terminal do intestino anterior logo se dilata levemente e forma a cloaca (primórdio da bexiga e do reto). Antes do dobramento, a linha primitiva situa-se cranialmente à membrana cloacal; depois do dobramento, ela assume uma posição caudal. O pedículo do embrião (primórdio do cordão umbilical) prende-se à superfície ventral do embrião, e a alantóide — um divertículo do saco vitelino — é parcialmente incorporado ao embrião. Dobramento do Embrião no Plano Horizontal O dobramento lateral do embrião leva à formação das pregas laterais direita e esquerda. O dobramento lateral é resultado do rápido crescimento da medula espinhal e dos somitos. Os primórdios da parede ventrolateral dobram-se em direção ao plano mediano, deslocando as bordas do disco embrionário ventralmente, formando um embrião grosseiramente cilíndrico. Com a formação das paredes abdominais, parte da camada germinativa endodérmica é incorporada ao embrião, formando o intestino médio (primórdio do intestino delgado etc.) Entretanto, inicialmente há uma ampla comunicação entre o intestino médio e o saco vitelino, mas, depois do dobramento lateral, esta comunicação é reduzida, formando o pedículo vitelino. Com a transformação do pedículo do embrião no cordão umbilical, a fusão ventral das pregas laterais reduz a região de comunicação entre as cavidades celômicas intra-embrionárias e extra-embrionárias a uma comunicação estreita. DERIVADOS DAS CAMADAS GERMINATIVAS As três camadas germinativas (ectoderma, mesoderma e endoderma), formadas durante a gastrulação, dão origem aos primórdios de todos os tecidos e órgãos. Entretanto, a especificidade das camadas germinativas não é rigidamente fixa. As células de cada camada germinativa se dividem, migram, se agregam e se diferenciam seguindo padrões bastante precisos ao formar os vários sistemas de órgãos (organogênese). Os principais derivados das camadas germinativas são os seguintes: • 0 ectoderma dá origem ao sistema nervoso central (SNC), ao sistema nervoso periférico, aos epitélios sensoriais de olho, orelha e nariz, à epiderme e aos seus anexos (pêlos e unhas), às glândulas mamárias, à hipófise, às glândulas subcutâneas e ao esmalte dos dentes. As células da crista neural, derivadas do neuroectoderma, dão origem às células dos gânglios espinhais, do crânio (nervos cranianos, V, VII, IX e X) e gânglios autônomos; às células que formam as bainhas do sistema nervoso periférico; às células pigmentares da epiderme; aos tecidos musculares, tecidos conjuntivos e ossos que se originam dos arcos faríngeos; à medula da supra-renal e às meninges (coberturas) do encéfalo e da medula espinhal. • 0 mesoderma dá origem ao tecido conjuntivo; cartilagem; osso;músculos estriados e lisos; coração, vasos sangüíneos e linfãticos; rins; ovários e testículos; duetos genitais; membranas serosas que revestem as cavidades do corpo (pericárdica, pleurais e peritoneal); o baço; e ao córtex das supra-renais. • 0 endoderma dã origem ao revestimento epitelial dos tratos gastrointestinal e respiratório, ao parênquima das tonsilas, das glândulas tireóide e paratireóides, do timo, do fígado e do pâncreas, ao revestimento epitelial da bexiga e maior parte da uretra e ao revestimento epitelial da cavidade timpânica, do antro do tímpano e da tuba faringotimpânica.
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