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EMBRIOLOGIA: INTRODUÇÃO, GAMETOGÊNESE, FECUNDAÇÃO E CLIVAGEM CONSIDERAÇÕES GERAIS Algumas definições Embriologia humana: origem e desenvolvimento de um ser → zigoto até nascimento Formação do gameta masculino (espermatogênese) Formação do gameta feminino (oogênese) Junção de dois gametas → fecundação Diferenciação celular “O desenvolvimento não termina ao nascimento” Etapas do desenvolvimento Período pré-natal: Maioria dos fenômenos visíveis ocorrem entre a terceira e a oitava semana Diferenciação e crescimento dos tecidos e órgãos Taxa de crescimento corporal aumenta durante este período Período pós-natal: [período de morfogênese] Glossário em embriologia Zigoto: célula resultante da fecundação Clivagem: série de divisões celulares mitóticas do zigoto que resultam na formação das primeiras células embrionárias Mórula: 12-32 blastômeros formados pela clivagem do zigoto Ocorre 3 a 4 dias após a fecundação Ocorre a compactação celular Blastocisto: célula com cavidade blastocística; possui duas divisões celulares Massa celular interna/embrioblasto Trofectoderma/trofoblasto Implantação: blastocisto adere ao endométrio e se implanta nele Desenvolvimento pré-implantaciontacional: 6 dias Desenvolvimento implantacional Gastrulação: transformação do blastocisto em gástrula. As três camadas germinativas da gástrula (ectoderma, mesoderma, endoderma) se diferenciam nos tecidos e órgãos Nêurula: embrião durante a terceira e a quarta semana, quando o tubo neural se desenvolve a partir da placa neural Embrião: Animais em desenvolvimento durante os estágios iniciais Concepto: embrião e seus anexos ou membranas associadas Primórdio: início ou à primeira indicação notável de um órgão ou estrutura Feto: ser humano após o período embrionário SIGNIFICADO DA EMBRIOLOGIA Um pouco de história (visões antigas): Egípcios acreditavam que a alma entrava na criança ao nascimento pela placenta Aristóteles (fundador da embriologia): embrião se desenvolvia a partir de uma massa amorfa que surgia do sangue menstrual ativada pelo sêmen masculino Outros sábios acreditavam que ossos, tendões, unhas, medula e o branco do olho (pai) e pele, carne, sangue e cabelos (mãe) Na idade média, o feto se desenvolvia a partir no útero a partir de um coágulo de sangue e sêmen Na renascença: Revolução embrionária Medidas do crescimento pré-natal Semente masculina no útero sofre metamorfose até formar um “ovo” Desenvolvimento da microscopia: - Folículos ovarianos/de Graff - Identificação dos espermatozoides 1775: óvulos e espermatozoides eram necessários ao desenvolvimento de um novo indivíduo Teoria celular Hans Spermann: “como um tecido determina o destino de outro” Desenvolvimento da técnica de fecundação in vitro: “bebê de proveta” Genética: C. Darwin: caráter hereditário da variabilidade dos membros da espécie como fator da evolução G. Mendel: princípios da hereditariedade Biologia molecular: Tecnologia do DNA recombinante, modelos de quimeras, transgenia animal, manipulação de células-tronco - Regulação gênica da morfogênese - Expressão gênica - Diferenciação celular Clonagem reprodutiva versus terapêutica: 1) Produção de indivíduos geneticamente idênticos 2) Produção de embriões para obtenção de células-tronco INÍCIO DO DESENVOLVIMENTO HUMANO Características gerais Unicelular → multicelular: Divisão celular Migração celular Crescimento celular Diferenciação celular OVOGÊNESE Maturação pós-natal dos ovócitos Após o nascimento, não se forma mais nenhum folículo primário, que amadurece (…) FSH: crescimento folicular, proliferação, diferenciação das células da granulosa, formação do antro Estrógeno: produzido pelas células foliculares, possui ação sinérgica ao FSH e LH LH: ovulação, estimula lutenização das células da granulosa e da teca Progesterona: preparação e manutenção da gestação, ação imunossupressora COMPARAÇÃO DOS GAMETAS Espermatozoide versus óvulo Ovócito Célula grande e imóvel Camadas de células foliculares 23X Espermatozoide 23X ou 23Y Transporte do ovócito Oócito secundário + fluido folicular Fímbrias → infundíbulo Movimento das fímbrias Infundíbulo → ampola Movimento alternado de contração/relaxamento da tuba Transporte dos espermatozoides Epidídimo → uretra Glândulas acessórias: Emissão: sêmen é enviado para a porção prostática da uretra Ejaculação: sêmen é extraído da uretra Canal cervical Ação de prostaglandinas do sêmen no movimento espermático Maturação dos espermatozoides Capacitação: período de condicionamento Remoção da cobertura glicoproteica e proteica da superfície do acrossoma Alteração dos componentes da membrana Espermatozoides ativos e sem alteração morfológica Ocorre no trato reprodutivo feminino VIABILIDADE DOS GAMETAS Principais características Oócitos fecundados até 12h após a fecundação Após 24h → oócitos não fecundados degeneram Após 48h no trato feminino → espermatozoides Criopreservação FECUNDAÇÃO Principais características Definição: complexa sequência de eventos moleculares coordenados que se inicia com o contato entre um espermatozoide e termina com a junção dos cromossomos maternos e paternos na metáfase da primeira divisão mitótica do zigoto, um embrião unicelular Local: ampola da tuba uterina Sinais químicos (atrativos) secretados pelos oócitos e células foliculares guiam os espermatozoides capacitados para o oócito Fases da fecundação Passagem do espermatozoide através da corona radiata Penetração da zona pelúcida Fusão das membranas plasmáticas do oócito e do espermatozoide Término da segunda divisão meiótica e formação do pró-núcleo feminino Formação do pró-núcleo masculino Zigoto (oótide) → fuso de clivagem Tecnologias de reprodução assistida Fecundação in vitro Injeção intracitoplasmática de espermatozoide CLIVAGEM DO ZIGOTO Principais características ~30h após a fecundação Divisões mitóticas repetidas do zigoto → maior número de células Células embrionárias = blastômeros Tornam-se menores a cada divisão Ocorre quando o zigoto passa pela tuba em direção ao útero Compactação: bola compacta de células Interação célula com célula para favorecer a segregação celular na fase de blastocisto 3 dias após a fecundação = mórula (camadas interna e externa) e alcança o útero ~4 dias após a fecundação Fluido da cavidade uterina no interior da mórula (cavidade blastocística) Duas regiões celulares: Trofoblasto (nutrição) → formará a parte embrionária da placenta e estruturas extraembrionárias Massa celular interna (embrioblasto) → dará origem ao embrião ~6 dias após a fecundação Blastocisto adere ao epitélio endometrial Trofoblasto prolifera e diferencia-se em: Citotrofoblasto: camada interna Sinciciotrofoblasto: camada externa que produz enzimas que degradam o tecido materno, possibilitando ao blastocisto implantar-se no endométrio EMBRIOLOGIA – 2ª SEMANA: BLASTULAÇÃO Ao final da primeira semana: Aderência do blastocisto ao epitélio endometrial durante os primeiros estágios da implantação: Com seis dias o trofoblasto está aderido ao epitélio endometrial no polo embrionário do blastocisto Com sete dias o sinciciotrofoblasto penetrou o epitélio e começou a invadir o tecido conjuntivo endometrial TÉRMINO DA IMPLANTAÇÃO E CONTINUAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO Principais características ~6 dias após a fecundação Disco laminar bilaminar Epiblasto: camada mais espessa de células colunares altas, relacionadas com a cavidade amniótica Hipoblasto: camada de células cuboides na superfície do embrioblasto voltada paraa cavidade blastocística Mecanismo molecular da implantação Sincronização entre o blastocisto invasor e o endométrio receptor Recepção do endométrio: microvilosidades celulares, moléculas de adesão, citocinas, prostaglandinas, fatores de crescimento, entre outros Células em torno do sítio de implantação acumulam glicogênio e lipídios: nutrição embrionária Sinciciotrofoblasto produz hCG (gonadotrofina coriônica humana) Mantém a atividade hormonal do corpo lúteo no ovário durante a gestação Base dos testes de gravidez CONTINUAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO Disco embrionário origina: Camadas germinativas Estruturas extraembrionárias Cavidade amniótica Âmnio Saco vitelínico Pedículo de conexão Saco coriônico Formação da cavidade amniótica Progressão da implantação do blastocisto Espaço no embrioblasto → cavidade amniótica Células amniogênicas = amnioblastos Epiblasto → forma o assoalho da cavidade amniótica Hipoblasto → forma o teto da cavidade exocelômica FORMAÇÃO DO DISCO EMBRIONÁRIO BILAMINAR Continuação do desenvolvimento embrionário Formação do saco vitelínico: Membrana exocelômica + hipoblasto → saco vitelínico primitivo Células do endoderma do saco vitelínico formam uma camada de tecido conjuntivo → mesoderma embrionário Formação do âmnio: Lacunas: cavidades isoladas no sinciotrofoblasto contendo sangue materno Material nutritivo ao embrião Circulação uteroplacentária primitiva Alguns eventos importantes e seus dias – Décimo dia: término da implantação – Décimo segundo dia: reação decidual (fornecer ao concepto um sítio imunologicamente privilegiado). Formação das redes lacunares (primórdios dos espaços intervilosos da placenta). Capilares endometriais em torno do embrião → sinusóides Mesoderma extraembrionário → espaços celômicos extraembrionários → celoma embrionário → saco vitelino primitivo passa a ser secundário Desenvolvimento do saco coriônico Celoma embrionário: Mesoderma somático extraembrionário: reveste o trofoblasto e cobre o âmnio – + duas camadas de trofoblasto = córion → parede do saco coriônico (dentro do qual embrião com os sacos vitelino e amniótico) estão suspensos pelo pendículo Mesoderma esplâcnico extraembrionário: envolve o saco vitelínico – Décimo quarto dia: embrião ainda na forma de um disco embrionário bilaminar, mas as células hipoblásticas são agora colunares e formam a placa precordal que indica o futuro local da boca e um importante organizador da região da cabeça EMBRIOLOGIA – 3ª SEMANA (GASTRULAÇÃO) CARACTERÍSTICAS DA 3ª SEMANA Aparecimento da linha primitiva Desenvolvimento da notocorda Diferenciação das três camadas germinativas GASTRULAÇÃO Três camadas germinativas precursoras dos tecidos Disco bilaminar → trilaminar Início da morfogênese (desenvolvimento da forma do corpo) Inicia-se com a formação da linha primitiva na superfície do epiblasto do disco embrionário Embrião = gástrula EVENTOS Início da gastrulação: linha primitiva Formação de uma faixa linear espessada do epiblasto Enquanto a linha primitiva se alonga pela adição de células de sua extremidade caudal, a extremidade cranial prolífera → forma o nó primitivo Formação de um estreito sulco primitivo que se continua com uma pequena depressão no nó primitivo resultando na fosseta primitiva Identifica-se o eixo cefálico-caudal do embrião, extremidades cefálica e caudal, superfícies dorsal e ventral e os lados esquerdo e direito Após o aparecimento da linha primitiva Formação do mesênquima: tecido de células frouxamente arranjadas suspensas em uma matriz gelatinosa; tecido conjuntivo primitivo Células mesenquimais: ameboides e ativamente fagocíticas Forma os tecidos de sustentação do embrião, ex.: tecido conjuntivo do corpo e das glândulas Formação das camadas germinativas Mesoblasto (mesoderma indiferenciado): formado a partir do mesênquima embrionário Endoderma: formado a partir do deslocamento do hipoblasto no teto do saco vitelínico Ectoderma: formado a partir das células que permanecem no epiblasto Destino da linha primitiva Após a formação do mesoderma, a linha primitiva torna-se uma estrutura insignificante Linha primitiva sofre mudanças significativas degenerativas e desaparece no fim da 4ª semana Processo notocordal e notocorda Processo notocordal: cordão celular mediano formado por células mesenquimais que migraram cefalicamente do nó e da fosseta primitivos Canal notocordal: lúmen do cordão celular Processo notocordal cresce cefalicamente entre o ectoderma e o endoderma até alcançar a placa pré-cordal Mesoderma cordal → essencial para a indução do cérebro anterior e do olho Placa pré-cordal → primórdio da membrana bucofaríngea (onde posteriormente será a boca) Membrana cloacal → indica o local do futuro ânus Desenvolvimento da notocorda Processo notocordal se alonga pela invaginação celular da fosseta primitiva Formação do canal notocordal Formação de aberturas no assoalho do processo notocordal, permitindo a comunicação do canal notocordal com o saco vitelínico Aberturas confluem e o assoalho do canal notocordal desaparece, ocorrendo a formação da placa notocordal Células da notocorda proliferam e a placa notocordal se dobra formando a notocorda FORMAÇÃO DO ALANTOIDE Principais características Surge por volta do décimo sexto dia Pequeno divertículo (evaginação) em forma de salsicha da parede caudal do saco vitelínico que se estende para o pedículo do embrião Em humanos, o alantoide se expande abaixo do córion e forma os vasos sanguíneos que servirão à placenta Vasos sanguíneos do alantoide tornam-se as artérias umbilicais NEURULAÇÃO Formação da placa e tubo neural Placa neural: placa espessa formada a partir do ectoderma embrionário Ectoderma da placa neural (neuroectoderma) dá origem ao SNC Décimo oitavo dia → placa se invagina ao longo do seu eixo central, formando um sulco neural mediano com pregas neurais em ambos os lados Pregas neurais se aproximam e se fundem convertendo a placa neural em tubo neural, o primórdio do SNC DESENVOLVIMENTO DOS SOMITOS Principais características Além da notocorda, as células derivadas do nó primitivo formam o mesoderma paraxial Mesoderma paraxial diferencia-se e começa a dividir-se em pares de corpos cuboides, os somitos que se formam em uma sequência cefalocaudal Cerca de 38 pares de somitos são formados durante o período somítico do desenvolvimento humano Os somitos são usados para determinar a idade do embrião DESENVOLVIMENTO INICIAL DO SISTEMA CARDIOVASCULAR Dois processos para formação do sistema Vasculogênese: formação de novos canais vasculares pela reunião de precursores celulares individuais chamados angioblastos Angiogênese: formação de novos vasos pela ramificação de vasos preexistentes Outros eventos relacionados Final da terceira semana: células sanguíneas desenvolvem-se a partir de células endoteliais Quinta semana: formação do sangue; eritrócitos fetais e adultos derivam de diferentes células progenitoras hematopoiéticas (hemangioblastos) Sistema cardiovascular primitivo Par de canais longitudinais revestidos por endotélio → tubos cardíacos endocárdicos → tubo cardíaco primitivo Unidades do sistema: coração tubular + vasos sanguíneos do embrião, do pendículo, do córion e do saco vitelínico Final da terceira semana: batimentos cardíacos Primeiro sistema que alcança um estado funcional EMBRIOLOGIA (DA 4ª À 8ª SEMANA) Características gerais Um importante acontecimento no estabelecimento da forma do corpo é o dobramento do disco embrionário trilaminarplano em um embrião mais ou menos cilíndrico Dobramento do embrião no plano mediano – Produz as pregas cefálica e caudal Dobramento do embrião no plano horizontal – Produz as pregas laterais DOBRAMENTO DO EMBRIÃO NO PLANO MEDIANO Prega cefálica Início da quarta semana Pregas neurais da região cefálica tornam-se mais espessas → primórdio do encéfalo Septo transverso + coração primitivo + celoma pericárdico + membrana bucofaríngea → deslocam na superfície ventral do embrião Prega cefálica influencia: Formação do intestino anterior (primórdio da faringe, esôfago) Separação do intestino anterior pela membrana orofaríngea Formação do tendão central do diafragma Formação do celoma embrionário Prega caudal Resulta do crescimento da parte distal do tubo neural (primórdio da medula espinhal) Formação do intestino posterior (primórdio do cólon descendente) Formação da cloaca (primórdio da bexiga e reto) Pedículo do embrião (primórdio do cordão umbilical) é incorporado à superfície ventral do embrião Alantoide é parcialmente incorporado ao embrião DOBRAMENTO DO EMBRIÃO NO PLANO HORIZONTAL Pregas laterais direita e esquerda Resultam do rápido crescimento da medula espinhal e dos somitos Formação de um embrião ligeiramente cilíndrico Formação do intestino médio (primórdio do intestino delgado) Formação do pedículo vitelino → cordão umbilical Âmnio forma o revestimento epitelial do cordão umbilical DERIVADOS DAS CAMADAS GERMINATIVAS Principais derivados das camadas germinativas Ectoderma SNC e SNP Epitélios sensoriais de olho, orelha, nariz Epiderme e seus anexos Glândulas mamárias, hipófise, glândulas subcutâneas e esmalte dos dentes Células dos gânglios espinhais, do crânio e gânglios autônomos Tecidos musculares, conjuntivos e ossos dos arcos faríngeos Mesoderma Tecido conjuntivo, cartilagem, osso Músculos estriados e lisos Coração, vasos sanguíneos e linfáticos Rins, ovários, testículos e ductos genitais Membranas serosas Baço Córtex das suprarrenais Ectoderma Revestimento epitelial dos tratos gastrointestinal e respiratório Parênquima das células tireoide e paratireoide, timo, fígado e pâncreas Revestimento epitelial da bexiga e uretra PRINCIPAIS EVENTOS DA QUARTA SEMANA GRANDES mudanças na forma do corpo Embrião é quase reto e possui 4-12 somitos Tubo neural forma-se em frente aos somitos Formação dos arcos faríngeos Coração bombeia o sangue Reconhecimento dos brotos dos membros superiores Fossetas óticas (primórdio das orelhas) visíveis Formação dos placóides do cristalino (primórdio do cristalino do olho) Formação de uma longa eminência caudal PEQUENAS mudanças na forma do corpo Crescimento da cabeça excede o crescimento das outras regiões Crescimento do encéfalo e proeminências faciais Formação do seio cervical: sobreposição dos arcos faríngeos Cristas mesonéfricas indicam o local dos rins mesonéfricos EVENTOS DA SEXTA SEMANA Embriões apresentam respostas reflexas ao toque Desenvolvimento dos cotovelos Desenvolvimento das grandes placas das mãos Diferenciação regional dos membros superiores Desenvolvimento dos raios digitais (primórdios dos dedos) Formação do meato acústico externo (canal auditivo externo) Olho bem evidente Endireitamento do tronco e pescoço Herniação umbilical EVENTOS DA SÉTIMA SEMANA Membros sofrem modificações consideráveis Aparecimento de chanfraduras entre os raios digitais (futuros dedos) Comunicação entre intestino primitivo e saco vitelínico reduzida Início da ossificação dos membros superiores EVENTOS DA OITAVA SEMANA Última semana do período embrionário Dedos das mãos estão separados, mas ainda estão claramente unidos por membranas Chanfraduras estão visíveis entre os raios digitais dos pés Aparecimento do plexo vascular do couro cabeludo Todas as regiões dos membros são evidentes Movimentos voluntários dos membros Ossificação começa no fêmur Embrião com características nitidamente humanas Cabeça deseproporcionalmente grande Identificação dos pavilhões auriculares ESTIMATIVA DA IDADE DO EMBRIÃO Parâmetros avaliados Início do último período menstrual Tempo estimado da fecundação Mensurações ultrassonográficas do saco coriônico e do embrião Exame das características externas do embrião
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