Capítulo 7 - Gastrulação, dobramentos embrionários e formação do celoma - Embriologia Veterinária Poul Hyttel

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Capítulo 7
Gastrulação, dobramentos embrionários e formação do celoma
Morten Vejlsted
Conforme discutido no capítulo anterior, a blastulação resulta na formação de células
da massa celular interna (MCI), trofoectoderma, epiblasto e hipoblasto. O hipoblasto
e o trofoectoderma são linhagens extraembrionárias que participarão da formação da
membrana fetal (Cap. 9), ao passo que os derivados do epiblasto incluirão todas as
linhagens celulares. Inicialmente, isto ocorre pela formação de três camadas
germinativas do epiblasto: ectoderma, mesoderma e endoderma. Um derivado de
destaque do endoderma é o intestino primitivo, formação da qual se dá o nome para
o próprio processo de formação das camadas germinativas – a gastrulação, que
deriva do termo grego gástrula, o qual significa “pequeno estômago”. Além das três
camadas germinativas, a gastrulação também estabelece a linhagem germinativa,
na forma de células germinativas primordiais. Apenas a formação inicial da
linhagem germinativa será discutida neste capítulo, o posterior desenvolvimento das
células germinativas primordiais nas cristas gonadais está descrito nos Capítulos 4 e
15.
Enquanto a gastrulação prossegue, o disco embrionário gradualmente é coberto
por membranas extraembrionárias para a formação da cavidade amniótica. Nas
espécies domésticas, a formação do âmnio resulta dos dobramentos da região superior
da trofectoderma com o mesoderma extraembrionário subjacente, conforme será
descrito primeiro, seguido então para outros eventos no próprio disco.
Desenvolvimento do âmnio
Durante as fases iniciais da gastrulação, o trofoectoderma é delineado por uma fina
camada de mesoderma extraembrionário (veja a seguir), as duas camadas em
conjunto constituem o cório. Durante a gastrulação, o cório forma pregas
corioamnióticas que circundam o disco embrionário (Fig. 7-1). Gradualmente, as
pregas estendem-se em sentido superior até encontrarem-se e unirem-se sobre o disco
embrionário, envolvendo-o, assim, em uma cavidade amniótica fechada. O termo
âmnio geralmente é empregado para o conjunto da cavidade e sua parede. O
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epitélio interior do âmnio surge do trofoectoderma e assim, no disco embrionário, é
contínuo com o epiblasto e posteriormente à superfície do ectoderma embrionário
(veja a seguir). A cobertura externa do âmnio é composta do mesoderma
extraembrionário. Posteriormente, o âmnio será envolto por ainda outra cavidade, o
alantoide (veja abaixo e no Cap. 9).
Fig. 7-1 Formação do âmnio em suíno das pregas corioamnióticas no dias 13° a 15° de
desenvolvimento. 1: Trofoectoderma; 2: Epiblasto; 3: Linha primitiva; 4: Células do
mesentoderma; 5: Mesoderma intraembrionário; 6: Prega corioamniótica; 7: Cório; 8:
Mesoderma extraembrionário; 9: Endoderma; 10: Hipoblasto; 11: Celoma; 12: Ectoderma
superficial; 13: Mesoderma; 14: Sulco neural; 15: Notocorda; 16: Cavidade amniótica.
O local onde as pregas corioamnióticas encontram-se e se fundem é conhecido
como mesoâmnio (Fig. 7-2). No cavalo e em carnívoros, o mesoâmnio é ausente e
deixa então o âmnio e o cório sem conexão. Como resultado, potros, cães e gatos
nascem cobertos por um âmnio intacto, que pode ser sufocante se não for removido
pela mãe ou por um assistente. Em contraste, em suínos e ruminantes, o mesoâmnio
persiste; como resultado, o âmnio é removido durante o parto e as proles nascem sem
a cobertura de membranas.
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Fig. 7-2 Embrião de ovelha no 17° dia de desenvolvimento Quando os embriões são
expelidos do útero, o cório é comumente destacado, deixando o mesoâmnio como uma antena
sobre o âmnio. 1: Mesoâmnio; 2: Âmnio; 3: Saco vitelino; 4: Alantoide.
Fases iniciais da gastrulação
O começo da gastrulação tem sido tradicionalmente relacionado com a aparência
morfológica da linha primitiva, um acúmulo alongado de células no polo caudal do
futuro embrião. Esta estrutura é formada por células do epiblasto que se acumulam
na região posterior formando uma área espessa em formato de crescente (formato
de “meia-lua”) no disco embrionário – o primeiro sinal morfológico do início da
gastrulação já identificado, ao menos em suínos e bovinos (Figs. 7-3, 7-4). O
espessamento caudal do crescente aparece aproximadamente nos dias 10 e 11 da
gestação em suínos e aproximadamente nos dias 14 a 15 em bovinos. Quando a área
espessa em formato de crescente é estabelecida, inicia-se a entrada de células do
epiblasto no espaço entre o epiblasto e o hipoblasto (Fig. 7-5). Em animais de
laboratório, esses sinais morfológicos do início da gastrulação no epiblasto são
precedidos de mudanças morfológicas e moleculares no hipoblasto que delimita o
polo anterior do epiblasto (veja Quadro 7-1 em regulação molecular).
Fig. 7-3 Acúmulo de células epiblásticas na porção posterior do disco embrionário resulta na
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formação da linha primitiva (1).
Fig. 7-4 Disco embrionário de suíno no 10° dia de desenvolvimento mostrando o acúmulo de
células epiblásticas formando um crescente posterior. A: Disco embrionário com o crescente
posterior (setas). A linha (B) indica o plano de secção mostrado em “B”. B: Seção mediana do
disco embrionário mostrando um espessamento posterior (seta) do epiblasto (1). 2: Hipoblasto;
3: Saco vitelino primitivo.
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Fig. 7-5 Disco embrionário de um embrião bovino no 14° dia de desenvolvimento mostrando
de células da região crescente caudal do epiblasto ingressando no espaço entre o epiblasto e
hipoblasto. A: Embrião tubular apresentando disco embrionário (seta). A linha (B) indica onde
o embrião foi seccionado para então produzir a imagem em B. B: Visão interna do disco
embrionário exibindo o crescimento posterior (setas). A linha (C) indica o plano de seção
mostrado em C. C: Seção mediana do disco embrionário com o epiblasto (1) do qual células
ingressam (2). 3: Hipoblasto; 4: Saco vitelino primitivo.
Quadro 7-1 Regulação molecular: formação dos eixos do corpo
O eixo embrionário dorsoventral é formado durante a blastulação quando a MCI posiciona-se
em um dos polos do blastocisto com suas células externas em frente ao trofoectoderma
adjacente e as células internas voltadas para a cavidade blastocística (Cap. 6). Com a
diferenciação, as células internas da MCI delaminam e formam o hipoblasto ao passo que no
epiblasto forma-se um eixo dorsoventral com as células dorsais voltadas para o
trofoectoderma, isto é, camada de Rauber. O eixo embrionário anteroposterior
(posteriormente craniocaudal) aparentemente não é formado até a gastrulação. Em espécies
de laboratório, um eixo anteroposterior é inicialmente evidente quando o polo embrionário
anterior torna-se marcado por uma área de células do hipoblasto expressando uma gama de
fatores com propriedades de indução neural. Dentre esses fatores estão incluídos fatores de
transcrição como o Otx2 e Hesx1, e moléculas sinalizadoras como a Dickkopf 1 (Dkk1) e
Cerberus-like 1 (Cer I). Essa região do hipoblasto é conhecida como endoderma visceral
anterior (EVA) em camundongos, e como crista marginal anterior (CMA) em coelhos. Pelo
menos nessas espécies, o hipoblasto do EVA e CMA induz o epiblasto adjacente a diferenciar-
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se de maneira neural, estabelecendo dessa forma a futura região da cabeça do embrião.
Interessantemente, isto ocorre mesmo antes da formação da linha primitiva no polo posterior
do disco embrionário. Depois, moléculas sinalizadoras provenientes do nó primitivo e
notocorda, incluindo a Cordina (“Chordin”), Noggin e Follistatina, são importantes para a
subsequente diferenciação neural. Em suínos e bovinos, a formação do espessamento caudal
do epiblasto em forma de crescente, que precede a formação da linha primitiva, é até
então o primeiro sinal do futuro eixo embrionário anteroposterior.
O eixo embrionário final a ser estabelecido é o eixo esquerdo-direito. No camundongo, foi
mostrado que a unilateralidade esquerda-direita é regulada principalmente pelas células do
nó primitivo que secretam o fator 8 de crescimento do fibroblasto (fibroblast growth factor 8
ou FGF-8), iniciando uma reação em cascata de expressãode outros fatores de crescimento. O
batimento de cílios na região ventral das células do nó primitivo cria um gradiente de FGF-8
que resulta em mais FGF-8 sendo fornecido para a região esquerda da linha primitiva do que
na região direita. O padrão de reação em cascata da expressão gênica iniciado pela FGF-8
seletivamente define o lado esquerdo do embrião. A molécula sinalizadora Sonic hedgehog
(Shh) é expressa na notocorda e pode servir como uma barreira na linha média, reprimindo a
expressão de genes do lado esquerdo no lado direito do disco embrionário. Cílios das células
do nó primitivo batendo aberrantemente para a direita podem estar envolvidos na condição
conhecida como situs inversus, no qual todos os órgãos do corpo desenvolvem-se como uma
imagem espelhada da sua posição normal.
As células do epiblasto que constituem a região posterior em crescimento logo se
unem na linha média do disco embrionário para formar a linha primitiva (Fig. 7-3).
Nessa linha, as células começam a involuir1 do epiblasto através de sua membrana
basal para formar então os precursores mesoendodermais (mesentoderma), isto
é, células capazes de formar tanto mesoderma como endoderma. Este é o primeiro
exemplo de transição epitélio-mesenquimal durante o desenvolvimento
embrionário, processo no qual as células mudam suas características de células do
epitélio (apresentando fortes conexões intercelulares) para se tornarem mais
livremente organizadas e, portanto, capazes de realizar migrações. O termo
mesênquima refere-se ao tecido embrionário livremente organizado,
independentemente da camada germinativa de origem. O interessante é que, assim
como o início da gastrulação é marcado por esta transição epitélio-mesenquimal, o
final dessa fase de desenvolvimento é marcado pela supressão desse processo.
Formação inicial do mesoderma e endoderma
As células do mesentoderma originam o endoderma e o mesoderma. As células
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formadoras do endoderma se integram e deslocam o hipoblasto, que está
imediatamente abaixo do epiblasto, formando o endoderma (Fig. 7-6). Outras células
continuam posicionadas abaixo do epiblasto e do trofoectoderma formando o
mesoderma intra e extraembrionário, respectivamente. O endoderma aumenta de
tamanho para formar o revestimento superior do saco vitelino primitivo abaixo do
epiblasto e, na margem do disco embrionário, é contínuo com o hipoblasto (Figs. 7-6,
7-7). A porção do saco vitelino primitivo coberto pelo endoderma será posteriormente
isolada no interior do embrião, desenvolvendo-se em um intestino primitivo, no
qual a porção da cavidade coberta pelo hipoblasto será deslocada externamente ao
embrião para formar o saco vitelino definitivo (Fig. 7-8).
Fig. 7-6 Duas diferentes fases do ingresso (setas) de células através da linha primitiva e nó
primitivo. A: o disco embrionário visto de cima. A linha (B) indica a seção apresentada na visão
oblíqua em “B”. 1: Membrana bucofaríngea; 2: Borda do corte da trofoectoderma e hipoblasto;
3: Células do mesoderma formando a notocorda; 4: Nó primitivo; 5: Linha primitiva; 6:
Membrana cloacal. B: Seção oblíqua da linha primitiva. 7: Epiblasto; 8: Nó primitivo; 9: Linha
primitiva; 10: Trofoectoderma; 11: Células do mesentoderma (laranja); 12: Células do
mesoderma (vermelho); 13: Células do endoderma (amarelo); 14: Células do hipoblasto
(verde). C: Secção obliqua algumas horas depois. 15: Mesoderma somático; 16: Mesoderma
visceral; 17: Transição entre endoderma e hipoblasto; 18: Saco vitelino primitivo; 19: Celoma;
20: Cório; 21: Parede do saco vitelino.
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Fig. 7-7 Gastrulação em um embrião de ovelha no 13° dia de desenvolvimento. A: Embrião
tubular de ovelha. O retângulo (B) está aumentado em “B”. B: Disco embrionário (1) cercado
por pregas corioamnióticas (2). C: Seção longitudinal de B. 1: Disco embrionário; 3: Epiblasto;
4: Trofoectoderma; 5: Mesoderma; 6: Endoderma; 7: Mesoderma somático; 8: Mesoderma
visceral; 9: Celoma; 10: Saco vitelino primitivo.
Fig. 7-8 Formação das cavidades celomáticas. A, D e G: Seção mediana de embriões em
diferentes estágios dos dobramentos craniocaudais. As setas indicam o sentido das dobras. B, C,
E, F e H: Seções transversais de embriões em diferentes estágios de dobramentos laterais. As
setas indicam o sentido dos dobramentos. O plano de seção de B é indicado em A, o plano de
seção de E está indicado em D e o plano de seção de H é indicado em G. 1: Ectoderma; 2:
Mesoderma; 3: Endoderma; 4: Cavidade amniótica; 5: Saco vitelino primitivo; 6: Celoma
extraembrionário; 7: Sulco neural; 8: Mesoderma paraxial; 9: Mesoderma intermediário; 10:
Mesoderma lateral; 11: Celoma intraembrionário; 12: Intestino posterior; 13: Saco vitelino; 14:
Alantoide; 15: Mesoâmnio; 16: Somatopleura; 17: Esplâncnopleura.
Modificado de Sadler (2004).
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O desenvolvimento do mesoderma intraembrionário é similar ao do
endoderma. Ele surge de uma porção de células presuntivamente mesentodermais que
ingressaram pela linha primitiva, e que a partir de então permanecem no espaço
entre o epiblasto e o hipoblasto. A formação do mesoderma não é restrita à área do
disco embrionário, contudo; células do mesoderma migram muito além do disco como
mesoderma extraembrionário (Figs. 7-6, 7-7). Cada um dos mesodermas intra e
extraembrionária se divide em duas camadas: uma associando-se ao epiblasto e
trofoectoderma para formar o mesoderma somático ou parietal, e a outra
associando-se ao endoderma e hipoblasto para formar o mesoderma visceral ou
esplâncnico (Figs. 7-6, 7-7). Juntos, o trofectoderma e o mesoderma somático
extraembrionário irão formar as camadas externas da parte embrionária da placenta,
o cório (Cap. 9). A cavidade formada entre os mesodermas somático e visceral é
conhecida como o celoma. Inicialmente, o celoma está situado apenas fora do disco
embrionário e é então conhecido como celoma extraembrionário ou exoceloma.
Rapidamente, entretanto, a separação em mesoderma somático e visceral também
envolve porções do mesoderma intraembrionário, estabelecendo então o celoma
intraembrionário que, associado aos dobramentos crâniocaudais e laterais do
embrião, darão origem posteriormente às cavidades do corpo (Fig. 7-8). Quando isso
ocorre, o mesoderma somático origina as regiões parietais do peritôneo e pleura,
enquanto que o mesoderma visceral origina as porções viscerais destas membranas
serosas.
O mesoderma intraembrionário é estabelecido no sentido anteroposterior, em
parte se desenvolvendo paralelamente ao crescimento da linha primitiva. Depois da
involução, as células espalham-se de ambos os lados, formando o mesoderma
extraembrionário, e, cranialmente, formando o mesoderma intraembrionário.
Rapidamente, a taxa de crescimento do disco embrionário ultrapassa o crescimento
da linha primitiva, e o disco é alongado resultando em uma estrutura oval, e
posteriormente em formato de pera (Fig. 7-9). Após estender mais da metade do
comprimento do disco embrionário, a linha primitiva gradualmente vai se
localizando mais posteriormente como resultado desse crescimento diferencial.
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Fig. 7-9 Embrião suíno no 12° dia de desenvolvimento, mostrando o disco embrionário em
forma de pera. A linha primitiva (setas) e nó primitivo (1) são fracamente visíveis.
Juntamente com a relativa retração posterior da linha primitiva, uma estrutura
da mediana, a notocorda é estabelecida – uma etapa essencial no estabelecimento
do eixo embrionário anteroposterior (Figs. 7-1, 7-6). A notocorda é formada por
células do epiblasto que ingressam através do nó primitivo, uma população
especializada de células do epiblasto localizada na extremidade anterior da linha
primitiva. As primeiras células a ingressarem pelo nó primitivo formam a placa pré-
cordal, uma estrutura mesodérmica localizada imediatamente anterior à extremidade
da notocorda.
Durante o processo de gastrulação, a involução das células que formam o
mesoderma e o endoderma ocorre por diferentes regiões organizadoras dentro da
linha primitiva. No camundongo, três destas regiões organizadoras foram
identificadas:uma organizadora da gástrula precoce, contribuindo principalmente
para a formação do mesoderma extraembrionário; uma organizadora da gástrula
intermediária, contribuindo principalmente para a formação do endoderma e
mesoderma intraembrionário; e a região organizadora da gástrula tardia originando
a placa pré-cordal e a notocorda. A região organizadora tardia é o nó primitivo.
Anteriormente, a notocorda é delimitada pela placa pré-cordal, e anterior a ele
o epiblasto é tão fortemente aderido ao endoderma recém-formado que não há espaço
para o mesoderma em crescimento (Fig. 7-6). Esta área do epiblasto e o endoderma
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originam a membrana bucofaríngea que por um tempo fecha a futura abertura
entre a cavidade oral e a faringe (Cap. 14). Posteriormente, a notocorda é delimitada
por uma estrutura similar, a membrana cloacal, que por um tempo fecha as
aberturas em comum do intestino, órgãos urinários e trato reprodutivo na cloaca
(Cap. 14).
O ectoderma e seus derivados iniciais
As moléculas sinalizadoras provenientes da notocorda, incluindo a Sonic hedgehog
(Shh), induzem o epiblasto sobrejacente a diferenciar em neuroectoderma (Cap. 8).
Por isso, por alguns instantes, tanto a linha primitiva (na região posterior) como o
ectoderma neural em início de formação (na região anterior) são visíveis na
superfície do disco embrionário (Fig. 7-10).
Fig. 7-10 Visão da região superior do disco embrionário mostrando o desenvolvimento
gradual (de B até D) do neuroectoderma em relação ao desaparecimento relativo da linha
primitiva. 1: Nó primitivo; 2: Linha primitiva; 3: Borda seccionada da trofoectoderma e
hipoblasto; 4: Placa neural; 5: Sulco neural; 6: Somito.
Neuroectoderma
Na região do disco embrionário anterior ao nó primitivo, células do epiblasto são
induzidas a diferenciarem-se em neuroectoderma, em parte pela notocorda recém-
estabelecida. Essa fase é reconhecida inicialmente pela formação da placa neural
(Fig. 7-10). Rapidamente, as bordas laterais da placa neural elevam-se, formando as
pregas neurais, que então delimitam uma depressão na linha média conhecida como
sulco neural. As pregas neurais gradualmente fundem-se sobre o sulco neural até
completar a formação do tubo neural. A fusão é iniciada na futura região cervical do
embrião e prossegue em sentido anterior e posterior como um zíper duplo. Por isso, o
tubo neural inicialmente se conecta na cavidade amniótica na região anterior e
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posterior através dos neuroporos anterior e posterior (Fig. 7-11). Esses poros, ao
final, fecham-se, primeiro o anterior e então o posterior. Este processo estabelece o
primeiro sistema de órgão embrionário, o sistema nervoso central (Caps. 8 e 10).
Fig. 7-11 Formação do sulco neural e tubo neural em embrião bovino no 21° dia de
desenvolvimento. O cório foi removido durante a coleta do embrião e então o celoma
extraembrionário não está delineado. A: os planos de seção (B e C) indicam a localização das
seções transversais em “B” e “C”. 1: Somito; 2: Epitélio interno da parede do âmnio; 3:
Mesoderma; 4: Neuroporo rostral; 5: Ectoderma de superfície; 6: Notocorda; 7: Endoderma; 8:
Saco vitelino primitivo; 9: Tubo neural; 10: Celoma extraembrionário.
Juntamente com a elevação e fusão das pregas neurais, certas células das bordas
laterais ou cristas das pregas neurais destacam-se. Esta população de células,
conhecidas como células da crista neural, não participará da formação do tubo
neural; ao contrário, elas migram para vários locais e participam da formação de
vários outros tecidos como o tegumento (melanócitos), outras partes do sistema
nervoso (incluindo neurônios para o sistema nervoso central, simpático e entérico) e
grande parte dos derivados do mesênquima craniofacial (Cap. 8).
O mecanismo pelo qual as células da crista neural destacam-se das pregas
neurais é similar ao que ocorre durante o ingresso de células do epiblasto na linha
primitiva e no nó primitivo – outro exemplo de transição epitélio-mesenquimal.
Conforme mencionado anteriormente, o termo mesênquima refere-se ao tecido
embrionário pouco organizado, independente da camada germinativa de origem.
140
Assim, tanto o neuroectoderma (através das células da crista neural) como o
mesoderma podem dar origem ao mesênquima.
Ectoderma superficial
Depois de alocar células para o endoderma, mesoderma, a linhagem germinativa e
neuroectoderma, a maior parte do epiblasto que ainda permanece na região lateral
irá diferenciar-se em ectoderma superficial. Uma vez que os neuroporos anterior e
posterior fecham-se, dois espessamentos bilaterais do ectoderma de superfície, o
placódio ótico e o placódio do cristalino, são estabelecidos no ectoderma da região
cefálica do embrião (Fig. 7-12). O placódio ótico invagina-se para formar a vesícula
ótica, que irá se desenvolver no ouvido interno para audição e balanço (Cap. 11),
enquanto o placódio do cristalino invagina-se para formar o cristalino do olho (Cap.
11). O ectoderma superficial ainda remanescente dá origem à epiderme e glândulas
associadas à pele (Cap. 17), bem como o epitélio que recobre a cavidade nasal e
oral (Cap. 14) e a porção caudal do canal anal (Cap. 14). O epitélio que recobre a
cavidade oral origina o esmalte dos dentes (Cap. 14) e também parte da glândula
pituitária, a hipófise anterior (Cap. 10).
Fig. 7-12 Embrião suíno no 12° dia de desenvolvimento apresentando placódios óptico (1) e
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ótico (2).
O mesoderma e seus derivados iniciais
A formação da notocorda gera um eixo na linha média do embrião como um molde
para o esqueleto axial. Inicialmente, células do mesoderma formam uma fina camada
de mesênquima entrelaçado de ambos os lados da notocorda. Rapidamente,
entretanto, iniciando na região occipital do embrião, o mesoderma mais próximo da
notocorda (o mesoderma paraxial) prolifera e forma pares de estruturas espessas
segmentadas conhecidas como somitômeros. Na região da cabeça, os somitômeros,
juntamente com o mesoderma lateral (placa lateral) e células da crista neural,
diferenciam-se então em tecido conjuntivo, ossos e cartilagem. Na região do corpo
eles formam somitos, dos quais a derme, músculo esquelético e as vértebras
desenvolvem-se (Figs. 7-8, 7-10, 7-11). Em espécies de grande porte, os somitos são
formados a uma taxa média de seis pares por dia. O número de somitos formados
durante esta fase de desenvolvimento, portanto, gera uma estimativa da idade do
embrião.
Na região mais lateral, o mesoderma permanece delgado e é, portanto, chamado
de mesoderma lateral (ou placa lateral). O mesoderma lateral é contínuo com o
mesoderma extraembrionário. Conforme descrito anteriormente, a formação do
celoma extraembrionário divide esta parte do mesoderma em mesoderma somático
e visceral (Fig. 7-8). De modo similar, com o desenvolvimento contínuo do celoma,
um celoma intraembrionário divide o mesoderma lateral. No embrião, o mesoderma
somático associa-se ao mesoderma de superfície para então constituir a
somatopleura ao passo que o mesoderma visceral associa-se ao endoderma para
formar a esplancnopleura (Fig. 7-8). Entre o mesoderma paraxial e o mesoderma
lateral, encontramos o mesoderma intermediário.
Mesoderma paraxial
Como regra geral, o desenvolvimento ocorre em sentido anteroposterior (uma
exceção à essa regra é o desenvolvimento da linha primitiva). Portanto, a formação
dos somitos progride da região occipital para a região posterior. Na região da cabeça,
os somitômeros, juntamente com uma segmentação similar à placa neural, formam os
neurômeros (Caps. 9 e 10). Da região occipital e em sentido posterior, os
somitômeros gradualmente organizam-se em somitos. Cada somito
subsequentemente diferencia-se em três componentes (Fig. 7-13). A parte
ventromedial do somito associa-se à notocorda formando então o esclerótomo, que
142
serve de molde para a formação da coluna vertebral (Cap. 16). A parte dorsolateral
de cada somito forma precursores localizados tanto na derme quanto no tecido
muscular, o dermomiótomo. Desta estrutura, populações de células localizadas na
regiãodorsoventral e ventromedial formam o miótomo e outro grupo de células
localizado dorsolateralmente dá origem ao dermátomo. O miótomo de cada somito
contribui para a formação dos músculos das costas e dos membros (Cap. 16), ao
passo que o dermátomo dispersa-se e forma a derme e a hipoderme da pele (Cap.
17).
Fig. 7-13 Secções transversais de embriões mostrando a diferenciação gradual (A, B, C até D)
dos somitos. 1: Sulco neural; 2: Somito; 3: Notocorda; 4: Esclerótomo; 5: Dermamiótomo; 6:
Tubo neural; 7: Aorta dorsal; 8: Dermátomo; 9: Miótomo.
Modificado de Sadler (2004).
Posteriormente, cada miótomo e dermátomo receberá seus próprios segmentos de
componentes nervosos (Cap. 10). Clinicamente falando, é importante notar que esta
inervação do segmento de origem é mantida por toda a vida.
Mesoderma intermediário
O mesoderma intermediário, que conecta o mesoderma paraxial e o mesoderma
lateral, diferencia-se em estruturas tanto do sistema urinário como as gônadas, que
conjuntamente são chamados de sistema urogenital (Cap. 15). Analogamente ao
processo descrito para o mesoderma paraxial, o mesoderma intermediário localizado
nas regiões torácicas cervical e cranial forma grupos segmentários de células
143
conhecidos como nefrótomos. Contudo, uma massa tecidual não segmentada é
formada na região mais caudal. Esta massa é o cordão nefrogênico que forma um
rim temporário, o mesonefro numa porção medial na qual as gônadas começam a se
formar em um período relativamente precoce do desenvolvimento para então receber
as células germinativas primordiais. As células germinativas primordiais
inicialmente escapam do epiblasto durante a formação das camadas germinativas,
mas posteriormente regressam para então colonizar as gônadas em desenvolvimento
(Caps. 4 e 15).
Mesoderma lateral e dobramento embrionário
Durante uma série de dobramentos anteroposterior e laterais, as subdivisões do
celoma em cavidades intra e extraembrionárias ficam mais definidas e o corpo do
embrião gradualmente assume o aspecto de um tubo fechado revestindo outro tubo,
as vísceras primitivas (Fig. 7-8). A somatopleura formará a parede lateral e ventral
do corpo do qual o mesoderma somático formará o revestimento interno (formando o
peritônio e pleura) e a ectoderma formará revestimento externo (a epiderme). A
esplancnopleura formará a parede do intestino primitivo e seus derivados, no qual o
endoderma formará o revestimento interno (a lamina epithelialis da túnica
mucosa). O mesoderma visceral formará todos os outros componentes do
intestino e seus derivados. Rapidamente, o celoma intraembrionário será dividido
em cavidades peritonial, pleural e pericardial. As membranas serosas que revestem as
superfícies parietais de cada uma dessas cavidades são derivadas do mesoderma
somático, enquanto que as membranas serosas que revestem as superfícies viscerais (e
por isso cobrindo os órgãos) são derivadas do mesoderma visceral.
Formação do sangue e vasos sanguíneos
Tanto o sangue quanto os vasos sanguíneos parecem surgir das células precursoras
provenientes do mesoderma, os hemangioblastos. Estes se diferenciam em células-
tronco hematopoiéticas (formando as células sanguíneas) e angioblastos que
formam as células endoteliais que coalescem para formar os vasos sanguíneos (Cap.
12).
O primeiro sinal da formação do sangue e vasos sanguíneos é visto no
mesoderma visceral do esplancnopleura que recobre o saco vitelino
extraembrionário. Contudo, isso parece ser apenas um fenômeno transitório;
posteriormente, os primeiros indícios de hematopoiese ocorrem no fígado e no baço e
então na medula óssea (Cap. 12).
144
O endoderma e seus derivados iniciais
O revestimento epitelial interno do trato gastrointestinal e seus derivados são os
principais componentes gerados pelo endoderma (Fig. 7-8). Inicialmente, o epitélio
de cobertura do saco vitelino primitivo é formado pelo endoderma, que é contínuo
com o hipoblasto e também o desloca. Com os dobramentos anteroposteriores e
laterais do embrião, a porção fechada do endoderma no saco vitelino primitivo é
envolta pelo embrião em formação, formando o intestino primitivo, enquanto que a
porção fechada do hipoblasto passa a se localizar fora do embrião para formar o
saco vitelino definitivo. O termo saco vitelino pode ser confuso, já que a cavidade
não tem muita semelhança com o saco vitelino em galinhas. Conforme será descrito
no Capítulo 9, o saco vitelino tem um papel apenas transitório em suínos e
ruminantes. Contudo, tanto em cavalos quanto em carnívoros ele é essencial pelo
menos durante a fase inicial de formação da placenta. Então, o saco vitelino dos
animais domésticos é algo análogo à estrutura em galinhas, já que tem uma função
nutritiva durante o desenvolvimento embrionário.
O intestino primitivo compreende as partes cranial (intestino anterior), médio
(intestino médio) e caudal (intestino posterior). O intestino médio comunica-se com o
saco vitelino pelo ducto vitelino (Fig. 7-8). Este ducto é inicialmente amplo, mas
com o desenvolvimento ele vai tornando-se longo e estreito e finalmente é
incorporado no cordão umbilical (Cap. 9). O endoderma forma o epitélio do sistema
gastropulmonar e o parênquima dos seus derivados. O endoderma do intestino
anterior origina a faringe e seus derivados, incluindo o ouvido médio, o parênquima
da glândula tireoide, as glândulas paratireoides, o fígado e o pâncreas, e o estroma
reticulado das tonsilas e do timo, bem como o esôfago, estômago, fígado e pâncreas
(Cap. 14). Na sua extremidade anterior, o intestino anterior é temporariamente
fechado por uma membrana ectodermal-endodermal, a membrana bucofaríngea.
Em um certo estágio de desenvolvimento, esta membrana rompe-se e estabelece uma
comunicação entre a cavidade amniótica e o intestino primitivo. O intestino médio
origina a maior parte do intestino delgado e grosso até o cólon transverso enquanto
que o intestino posterior forma o cólon transverso e descendente, bem como o reto e
parte do orifício anal. Neste trecho final caudal, o intestino posterior
temporariamente dilata-se para formar a cloaca, uma cavidade de trânsito comum
para os sistemas gastrointestinal e urogenital que estão em formação (Caps. 14 e 15).
A cloaca é separada da cavidade amniótica pela membrana cloacal, composta pelo
ectoderma e endoderma adjacentes, como na membrana bucofaríngea. Após a
separação dos sistemas gastrointestinal e urinário, a membrana cloacal é eliminada,
e ambos os sistemas são abertos na cavidade amniótica pelo ânus e pelo seio
145
urogenital, respectivamente.
Formação do alantoide
Durante a segunda ou terceira semana de desenvolvimento, dependendo da espécie,
o alantoide é formado por um prolongamento do intestino posterior no celoma
extraembrionário (Fig. 7-8). Em ruminantes e em suínos, o alantoide assume uma
aparência em forma de T estando a barra superior desse T localizada como uma
cavidade transversal no sentido caudal do embrião e a haste vertical desse T
conectado ao intestino posterior (Fig. 7-2). Similar ao ducto vitelino, o ducto
alantoide, que conecta a cavidade do alantoide ao intestino posterior, é incorporado
ao cordão umbilical como consequência das dobras embrionárias. Já que o alantoide
é um divertículo do intestino posterior, sua parede é revestida internamente por um
epitélio de origem endodérmica e o revestimento externo é proveniente do
mesoderma visceral. Com o crescimento do alantoide, a região da parede contendo
mesoderma visceral junta-se com o mesoderma somático do cório e, finalmente,
recobre parcialmente o âmnio. A junção das paredes do alantoide e do cório formam
a parte embrionária da placenta alantocoriônica que é encontrada nos animais
domésticos (Fig. 7-8; Cap. 9). A região intraembrionária proximal do ducto alantoide,
que se estende do intestino posterior ao umbigo, é conhecida como úraco, e dá
origem a bexiga urinária (Cap. 15). Durante a gestação inicial, a cavidade alantoide
serve como um depósito de resíduos que são excretados pelo sistema urinário do
embrião, que estáainda em desenvolvimento.
As células germinativas primordiais
Durante a formação do mesoderma e do endoderma, uma certa população de células
do epiblasto é isolada para a formação a futura linhagem germinativa. Estas células
germinativas primordiais não estão bem descritas nos animais domésticos, mas, ao
menos em suínos e em bovinos, elas parecem ser reconhecidas pela primeira vez na
borda posterior do disco embrionário durante a gastrulação. Ao passo que as camadas
germinativas são formadas, as células germinativas primordiais são deslocadas da
região do disco embrionário para a parede do saco vitelino definitivo e, de certa
forma, para o alantoide (Cap. 4). Como isso ocorre ainda é desconhecido, mas
provavelmente envolve transporte passivo com o endoderma. As células
germinativas primordiais multiplicam-se na parede do saco vitelino e então, por
meios ativos ou passivos, deslocam-se para região das cristas genitais já que estas se
desenvolvem do mesoderma intermediário (Cap. 4). A rota de migração, pelo menos
em suínos, passa pelo mesoderma visceral conectando os pedúnculos tanto do saco
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vitelino e do alantoide no intestino posterior. Com a chegada nas cristas genitais, as
células germinativas primordiais multiplicam-se por certo período (o tempo varia
entre as espécies) até que seja iniciada a meiose (em fêmeas) ou entrar em bloqueio
da mitose até a puberdade (no caso de machos; Cap. 4).
Resumo
Durante a gastrulação, o epiblasto forma a linha primitiva, por meio do qual as
células involuem para formar o endoderma, o mesoderma e as células
germinativas primordiais. O epiblasto remanescente origina o ectoderma.
O primeiro órgão a formar-se no embrião em desenvolvimento é o sistema
nervoso central, proveniente do ectoderma. Durante a neurulação, o
neuroectoderma é formado e origina o tubo neural que ao final diferencia-se em
vesículas cerebrais e a medula espinhal. Antes do fechamento do tubo neural, uma
população de células da crista neural é destacada. Esta população de células
especializadas participa da formação de diversos tecidos dentre eles componentes do
sistema nervoso central, entérico e periférico. Após a diferenciação do
neuroectoderma, a região da camada germinativa do ectoderma ainda remanescente
forma o ectoderma superficial dando origem à epiderme que inclui cabelos, chifres,
garras, cascos e glândulas subcutâneas.
O endoderma origina o trato gastrointestinal, trato respiratório, partes do
sistema urinário, partes do ouvido médio, o parênquima da glândula tireoide, as
glândulas paratireoides, o fígado e pâncreas, e o estroma reticular das tonsilas e
timo.
O mesoderma é dividido em mesoderma paraxial, intermediário e
mesoderma lateral. Na região cranial, o mesoderma paraxial forma pares de
somitômeros que mais tarde irão participar da formação da cabeça. Mais
caudalmente, os somitômeros formam somitos. Cada somito origina um
esclerótomo, um miótomo e um dermátomo. O esclerótomo forma a base do
esqueleto axial (a coluna vertebral). Do miótomo formam-se a parede do corpo, os
membros e a musculatura epaxial. O dermátomo origina a derme e a hipoderme da
pele. O sistema urogenital é derivado do mesoderma intermediário. Essenciais para a
o sistema genital são as células germinativas primordiais; formadas no início da
gastrulação, essas células são alocadas para o saco vitelino e alantoide durante a
formação da camada germinativa, e são finalmente incorporadas nas cristas genitais
provenientes do mesoderma intermediário. O mesoderma lateral divide-se nas
camadas somática e visceral formando assim o celoma intraembrionário. O
mesoderma somático associa-se ao trofoectoderma, formando o cório, e também ao
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ectoderma superficial para formar a somatopleura. Do mesmo modo, o mesoderma
visceral associa-se ao endoderma, formando a esplâncnopleura. A somatopleura
forma a membrana parietal serosa das cavidades do corpo, incluindo o peritônio,
pleura e pericárdio, enquanto que a esplâncnopleura origina as membranas serosas
que recobrem os órgãos internos. O sangue e vasos sanguíneos, a região cortical das
adrenais e baço também são derivados do mesoderma.
Leituras adicionais
Barends P.M.G., Stroband H.W.J., Taverne N., te Kronnie G., Leën M.P.J.M., Blommers P.C.J. Integrity of the
preimplantation pig blastocyst during expansion and loss of polar trophectoderm (Rauber cells) and the
morphology of the embryoblast as an indicator for developmental stage. J. Reprod. Fert. 1989;87:715–
726.
Degrelle A.A., Campion E., Cabau C., Piumi F., Reinaud P., Richard C., Renard J.–P., Hue I. Molecular
evidence for a critical period in mural trophoblast development in bovine blastocysts. Dev. Biol.
2005;288:448–460.
Fléchon J.–E., Degrouard J., Fléchon B. Gastrulation events in the prestreak pig embryo: ultrastructure and
cell markers. Genesis. 2004;38:13–25.
Gilbert S.F. Developmental Biology, 8th edn. Sinauer Associates, Inc., Publishers: Sunderland, Massachusetts,
2006.
Maddox-Hyttel P., Alexopoulos N.I., Vajta G., Lewis I., Rogers P., Cann L., Callesen H., Tveden-Nyborg P.,
Trounson A. Immunohistochemical and ultrastructural characterization of the initial post-hatching
development of bovine embryos. Reproduction. 2003;125:607–623.
Ohta S., Suzuki K., Tachibana K., Tanaka H., Yamada G. Cessation of gastrulation is mediated by supression
of epithelial-mesenchymal transition at the ventral ectodermal ridge. Development. 2007;134:4315–4324.
Robb L., Tam P.P.L. Gastrula organiser and embryonic patterning in the mouse. Semin. Cell Dev. Biol.
2004;15:543–554.
Sadler T.W. Langman’s Medical Embryology, 10th edition. Lippincott Williams and Wilkins: Baltimore,
Maryland, USA, 2006.
Stern C.D. Gastrulation. From cells to embryo. Cold Spring Harbor, New York: Ed. Cold Spring Harbor
Laboratory Press; 2004.
Vejlsted M., Du Y., Vajta G., Maddox-Hyttel P. Post-hatching development of the porcine and bovine embryo
– defining criteria for expected development in vivo and in vitro. Theriogenology. 2006;65:153–165.
1 Nota da Revisão Científica: O processo de involução consiste na interiorização de uma camada externa em expansão de modo a recobrir
a superfície interna das células externas remanescentes.
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