2 Desenvolvimento do Sistema Locomotor

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Embriologia 
Desenvolvimento do Sistema Locomotor 
 
Sistema Esquelético 
 
O sistema esquelético começa seu desenvolvimento na 4ª semana de gestação, logo após o estabelecimento dos planos 
corpóreos e o local é no mesênquima embrionário. Mesênquima quer dizer qualquer tecido indiferenciado que se organiza 
de uma forma frouxa, com células irregulares, projeções citoplasmáticas e matriz extracelular abundante. O mesênquima 
embrionário pode ser formado exclusivamente por células do mesoderma ou por células de origem mesodérmica 
associado a células da crista neural. 
O sistema esquelético possui dois tipos de ossificação: A ossificação endocondral requer a formação de molde cartilaginoso, 
para que as células ósseas sejam depositadas sobre esse molde, sendo o tecido cartilaginoso reabsorvido por osteoclastos. 
Na ossificação intramembranosa, células mesenquimais diferenciam-se diretamente em células do tecido ósseo e começam 
a fazer deposição da matriz óssea. 
A ossificação endocondral é necessária para formação do esqueleto axial (coluna vertebral, costelas e externo) e 
apendicular (membros) e base do crânio. As células necessárias para essa formação são condrócitos, osteoblastos e 
osteoclastos. Os condrócitos podem ser provenientes do mesoderma paraxial (somitos - esclerótomo), lateral e células da 
crista neural. Os osteoblastos são células-tronco mesenquimais e o osteoclasto é proveniente do sistema hematopoiético, 
diferenciando-se para o remodelamento do tecido ósseo. 
Para a ossificação intramembranosa, que ocorre nos ossos da face e do crânio, não há necessidade da formação primária 
de cartilagem, sendo preciso apenas células indiferenciadas que se diferenciem em osteoblastos, provenientes do 
mesênquima cefálico, envolvendo células da crista neural ou mesoderma. Há a diferença da origem dos osteoblastos nos 
dois tipos de ossificação pois na endocondral são usados osteoblastos oriundos de células mesenquimais próximos ao local 
em que se formará, o mesmo ocorre na ossificação intramembranosa. Os osteoclastos, nesse processo, também são 
provenientes do sistema hematopoiético. 
Portanto, são necessárias células mesenquimais indiferenciadas que, por meio de indução, apresentarão moléculas de 
adesão (caderinas), gerando um processo de condensação, perdendo seus prolongamentos citoplasmáticos e se 
diferenciarão. As células que se diferenciarão 
em sistema esquelético podem fazer esse 
processo de duas maneiras. Algumas células 
irão expressar o gene Runx-2, que irá levar 
a célula a formar osteoblastos e comece a 
produção de matriz extracelular, 
principalmente formada por colágeno tipo 1. 
Isso acontece nas regiões em que se precisa 
formar ossos por ossificação 
intramembranosa, também secretando fatores que promoverão a calcificação da matriz. 
Por outro lado, essas células mesenquimais podem expressar o gene Sox-9 que fará com que as células se diferenciem 
em condroblastos, secretando fibrilas de colágeno tipo 2, e, posteriormente, condrócitos, formando um molde de 
cartilagem hialina, característica da ossificação endocondral. 
 
Desenvolvimento ósseo 
 
Portanto, na ossificação intramembranosa células mesenquimais indiferenciadas 
expressam Runx-2 e se diferenciam em osteoblastos, secretores de matriz óssea, 
formando tecido ósseo primário. Nesse tecido primário, não há organização 
adequada de fibras de colágeno, a matriz é menos calcificada e há uma maior 
proporção de células. Esse tecido será substituído por tecido maduro, que possui 
organização das fibras de colágeno tipo 1 em lamelas, paralelas ou concêntricas 
(Harves), matriz extracelular mais calcificada e menor proporção de células. 
Já no caso de expressão do gene Sox-9, haverá 
diferenciação em condrócitos, com secreção de matriz 
cartilaginosa, que é posteriormente substituída por tecido 
ósseo primário. 
Portanto, durante o desenvolvimento ósseo, se a célula 
mesenquimal indiferenciada começa a expressar o Sox-9, 
dizemos que ela está comprometida com a linhagem 
condrogênica. Se em algum momento houver uma inativação ou um defeito de Sox-9 ocorrerá um possível 
comprometimento do desenvolvimento inicial de todos os ossos cartilaginosos. Se a célula mesenquimal expressa Runx-2, 
há a formação de uma linhagem osteoblástica, liberando colágeno tipo 1, osteocalcina, sialoproteína e fosfatase alcalina. 
Caso ocorra alguma inativação do gene 
Runx-2, muitas partes da ossificação da face 
e do crânio deixa de existir. 
 
 
 
 
 
 
 
Existem mutações em Sox-9 e crianças que apresentam esse quadro podem desenvolver Displasia Campomélica, em 
que há comprometimento da formação de ossos endocondrais e encurvamento de ossos longos. Crianças que possuem 
essa patologia, geralmente, apresentam baixa taxa de sobrevivência pois o gene Sox-9 também está relacionado com 
diferenciações do sistema respiratório, podendo gerar insuficiência respiratória. 
Pessoas que possuem mutação no gene Runx-2 apresentam uma condição chamada de Displasia Cleidocraniana, que é 
composta por Hipoplasia clavicular (má formação da clavícula), grandes suturas abertas no crânio, ampla sínfise púbica e 
anomalias dentárias. 
No sistema ósseo há ossos do crânio, vertebra, costelas dos membros e eles se originarão de 
mesênquimas relacionados ao seu posicionamento. Por exemplo, os ossos do crânio se originarão 
de mesênquima cefálico, formado por células do mesoderma e células da crista neural. Os ossos 
da vértebra e das costelas irão se originar de células do esclerótomo, uma diferenciação dos 
somitos (mesoderma paraxial). O mesoderma lateral somático formará a cintura pélvica e escapular, membros e esterno. 
 
 
O crânio (mesênquima cefálico) 
 
A ossificação do crânio é proveniente do 
mesênquima cefálico. No crânio há células 
do mesênquima cefálico que irão 
expressar gene Runx-2 e outras que 
expressarão Sox-9, pois alguns ossos do 
crânio apresentam ossificação 
intramembranosa e outros endocondral. 
Podemos dividir o crânio em neurocrânio 
e viscerocrânio e nessas duas regiões há 
ossos que possuem as diferentes formas 
de ossificação. 
No neurocranio membranoso haverá 
expressão de Runx-2, possuindo ossificação intramembranosa e as células mesenquimais derivadas de células da crista 
neural e mesoderma cefálico e gerando o osso parietal, frontal e parte do occipital e temporal. No momento do nascimento, 
ainda não há o encontro total de ossos do crânio (moleira). Esses espaços entre os ossos permitem uma leve deformação 
durante a passagem do canal vaginal, facilitando-o. 
O desenvolvimento cranial pós natal pode ocorrer de uma maneira acentuada até os 16 anos, podendo parar de crescer 
até os 20. Esse crescimento também auxilia na alocação do encéfalo durante sua expansão. Regiões de seios paranasais, 
principalmente nos ossos frontais e etmoidais, surgem só após o nascimento (ossos pneumáticos). 
O neurocrânio cartilaginoso sofre ossificação endocondral e formam os ossos occipital, esfenoide, etmoide e parte do 
temporal. Suas células mesenquimais expressam Sox-9 para se diferenciar em condroblastos e condrócitos. Há células da 
crista neural e somitos occipitais (mesoderma paraxial) nesse processo de ossificação. Portanto, os ossos da base craniana 
são, em sua maioria, formados por ossificação endocondral. Nos ossos esfenoide e etmoide também há a formação de 
seios paranasais que surgem após o nascimento. 
O viscerocranio possui uma parte de ossificação endocondral e outra intramembranosa, tendo células do mesênquima 
cefálico que expressam Runx-9, formando a ossificação do maxilar e do osso zigomático, e outras expressando Sox-9, 
formando a maioria dos ossos do viscerocranio. Há a presença de células do mesoderma e da crista neural auxiliando o 
processo. 
 
Defeitos na formação do crânio 
 
Existem defeitos na formação do crânio durante diferenciação das células mesenquimais em tecido ósseo ou cartilaginoso. 
Uma má-formação é a craniosquise,onde não há o fechamento da abóbada craniana, causado pelo 
não fechamento do neuróporo rostral, gerando degeneração do tecido cerebral (anencefalia). 
Outra má-formação é a meningocele e ocorre quando, na formação dos ossos 
do crânio, há muita distância entre os ossos nas suturas e nessas regiões pode 
ocorrer herniação das meninges. A herniação pode acompanhar tecido nervoso, chamada de 
meningoencefalocele. O dano neurológico depende da lesão ao tecido neural. 
 
A craniossinostose é o fechamento prematuro de suturas do crânio, gerando deformações no crânio 
das crianças. Isso também impedirá o crescimento correto do encéfalo durante o desenvolvimento, porém, pode ser 
resolvida através de cirurgias. Existem alguns estudos que indicam que o uso de ácido valproico durante a gravidez estimula 
o fechamento prematuro das suturas. 
 
Esqueleto Axial 
 
O esqueleto axial será formado através de células mesenquimais do esclerótoma, 
região que se diferenciou do somito, que por sua vez veio do mesoderma paraxial. A 
coluna vertebral e as costelas formam o esqueleto axial e as células mesenquimais que 
formam esses ossos se originam do esclerótomo. Esses ossos possuem ossificação 
endocondral, logo, as células do esclerótomo precisam expressar Sox-9. 
O mesoderma paraxial condensado irá formar segmentos chamados de somitos, onde 
há a presença de células progenitoras do esqueleto axial, musculatura e derme do 
tronco. 
O somito se diferenciará em uma porção dorsal chamada dermomiótomo. Sua porção ventromedial sofre transformação 
epitélio-mesenquimal (células do somito adquirem características de células mesenquimais) formando a região chamada 
esclerótomo. 
Fatores indutores produzidos tanto pela notocorda como pela porção 
ventral do tubo neural (Shh e nogina) estimulam a diferenciação do 
esclerótomo. Esse esclerótomo terá relação com a formação de vértebras 
e costelas. A parte de miótomo do Dermomiótomo formará células 
musculares comprometidas e a parte do dermátomo formará a derme 
do pescoço e das costas. 
As células do esclerótomo irão “abraçar” o tubo neural, formando uma 
vértebra ao redor do tubo neural, que posteriormente se diferenciará em medula espinhal. Além disso, sabe-se que a 
notocorda irá formar o núcleo puposo do disco intervertebral, sendo envolvida pelas células do esclerótomo também. 
As células do esclerótomo envolvem a notocorda para a 
formação do corpo das vértebras, o tubo neural para a 
formação do arco da vértebra e as células mais laterais irão 
se associar para formar o processo transverso vertebral. 
Existe um processo chamado de ressegmentação do 
esclerótomo a fim de separar as vértebras. O esclerótomo 
é subdividido em porção cranial e caudal, com base em diferenças de expressão gênica e densidade celular. A porção 
cranial possui menor densidade e menor quantidade de células. A porção caudal é mais densa, com mais células e maior 
proliferação celular. Essa diferença de densidade é importante devido ao processo de migração de células da crista neural 
e axônios motores (SNP), sendo assim, a migração se dá de forma mais fácil pela porção cranial do esclerótomo. 
A formação dessas regiões com diferentes densidades e migração celular irá fazer com que, 
durante o processo de ressegmentação do esclerótomo, haja a união da porção caudal de cada 
esclerótomo com a região cranial do esclerótomo logo abaixo. O espaço criado será por onde 
as raízes dos nervos sairão. 
Os 4 somitos occipitais + a porção cranial do primeiro somito cervical se funda e forma a base 
do osso occipital. 
Os somitos mais caudais formarão as demais vértebras 
As raízes dos nervos espinhais passam a sair entre as vértebras 
A ossificação das vértebras tem início durante a sétima semana e termina por 
volta dos 25 anos de idade. 
 
O controle dessa formação tão variável de vértebras é regulado pela 
presença da ação de genes Hox específicos em cada tipo de vértebra (regulação pelo ácido 
retinóico). 
Usando a Hox-10 como exemplo: A Hox-10 é um gene 
presente nas regiões lombares, sacrais e caudais que 
impede a formação de costelas, portanto, caso haja 
perda de Hox-10, haverá formação de costelas nas 
regiões lombares e sacrais. Outra possibilidade é a 
presença de Hox-10 em regiões onde ele não deveria 
ser expresso, causando a ausência da formação da 
costela nas vértebras torácicas. 
 
 
Com a ressegmentação do esclerótomo aparece um espaço entre as vértebras que é por onde as raízes irão sair, 
também sendo formado o disco intervertebral. É formado por diferenciações de células do esclerótomo, sendo sua 
estrutura central formada pela notocorda, que formará o núcleo pulposo (substância gelatinosa rica em proteoglicanos e 
ácido hialurônico) e ao redor há o anel fibroso periférico (fibrocartilagem), formada por células remanescentes da região 
de ressegmentação dos esclerótomos. 
 
Defeitos vertebrais 
 
Assim como no crânio, erros das vértebras podem estar associadas com defeitos do sistema nervoso, na medula espinhal. 
Há a possibilidade de que o arco da vértebra não se forme completamente, levando a uma condição chamada de Espinha 
Bífida Oculta, que pode ser observada através de presença de pelos nessas regiões. Existem outros casos em que, além 
de não fechamento do arco, há uma herniação, causando Meningocele e em alguns casos a medula também pode 
extravasar, causando Mielosquise. 
Também há erros vertebrais de segmentação 
vertebral. Isso gera vértebras onde não há 
divisão, vértebras borboletas ou vértebras muito 
segmentadas. 
Durante o desenvolvimento embrionário há a 
regressão da cauda embrionária, porém, em 
alguns casos não há, havendo a formação de 
vértebras nessa causa, que é retirada 
cirurgicamente. 
Além disso há a possibilidade de desenvolvimento de um tumor nas vértebras, chamada de cordoma, e é causado por 
neoplasia rara dos remanescentes da notocorda, aparecendo na base do crânio, nasofaringe ou região lombossacral. Esse 
tumor se infiltra facilmente nos ossos e sua remoção é difícil. 
As células do esclerótomo também se diferenciam formando processos costais, sendo que na região torácica é chamado 
de costelas e na região sacral de sacro. Processos costais, em determinadas vértebras se desenvolverão em direção ao 
osso esterno, fundindo-se. As costelas também são originadas do esclerótomo e elas dependem de uma sinalização de 
miótomo (myf5 e Myf6) para se formar, logo, a formação de costelas tem íntima relação com a formação do músculo. 
Sua formação tem início a partir do 35º dia de desenvolvimento. 
 
Esterno (Mesoderma Lateral Somático) 
 
As células do mesoderma lateral somático se diferenciarão em faixas esternais que, assim que as costelas se fundem, se 
unem até o fim do desenvolvimento. Possui ossificação endocondral, sendo a ossificação do processo se inicia somente 
após o nascimento. 
 
 
Esqueleto apendicular (mesoderma lateral somático) 
 
A clavícula, a escápula, a bacia e os membros, assim como o esterno, têm sua origem do mesoderma lateral somático. O 
primeiro desses ossos a se ossificar é a clavícula, que possui ossificação endocondral e intramembranosa, sendo todos os 
ossos ossificados por ossificação endocondral. Sendo assim, as células mesenquimais do mesoderma lateral somático 
apresentarão Sox-9 para formação de condroblastos. 
A ossificação dos ossos dos membros se inicia ao final do período embrionário (56 dias após a fecundação) e progridem 
até a vida adulta. 
No mesoderma lateral somático ocorrerá 
diferenciação de células mesenquimais em 
condroblastos e condrócitos para a formação do 
molde cartilaginoso, que posteriormente sofrerão 
com ossificação endocondral. O início da ossificação 
ocorre na oitava semana, sendo que no nascimento 
há a presença de diáfises ossificadas e as epífises 
só são ossificadas após o nascimento e estima-se 
que a epífise estará totalmente ossificada aos 20 
anos. 
A região entre dois primórdios de ossos,chamada de interzona, possui células mesenquimais que originam componentes 
da articulação (cápsula, cavidade sinovial, meniscos e ligamentos). 
 
Defeitos do desenvolvimento esquelético 
 
Há a presença de defeitos na formação do desenvolvimento esquelético como um todo, principalmente nos membros. 
Existe uma condição chamada Acondroplasia (nanismo) em que todos os ossos endocondrais são afetados, e é uma 
mutação genica, sendo a maior parte dessas condições relacionadas com a avançada idade do pai. 
Há ainda condições em que só os ossos dos membros 
são afetados, chamados de Condroplasia tipo Grebe. 
 
 
 
 
 
Sistema Muscular 
 
O sistema muscular também será originado por células mesenquimais indiferenciados, mas que sofrerão outros estímulos 
e expressarão outros genes, não formando assim cartilagem ou ossos. O sistema muscular, assim como o sistema 
esquelético, tem início de seu desenvolvimento em torno da 4ª semana da gestação, tendo como local o mesênquima 
embrionário. 
Possuímos três tipos de músculos, sendo o músculo liso, o estriado cardíaco e o estriado esquelético. Os músculos lisos, 
geralmente, têm sua origem no mesoderma esplâncnico e as vezes tem relação com células da crista neural. O músculo 
estriado cardíaco tem sua origem no mesoderma cardiogênico. 
Como células envolvidas para o desenvolvimento do musculo estriado esquelético temos células precursoras mesenquimais 
indiferenciadas, que se diferenciam em mioblastos, que posteriormente se diferenciam em miócitos e células satélites, que 
se organizarão para a formação do tecido muscular. Essas células mesenquimais estão presentes nos somitos (miótomos) 
e mesoderma cefálico. O sistema muscular desenvolve-se em associação com o sistema esquelético. 
Os músculos de membros e tronco são derivados do mesoderma paraxial, mais especificamente da diferenciação do 
somito, o miócito. Os músculos craniofaciais são oriundos do mesênquima cefálico (mesoderma). Sinalizações produzidas 
por ectoderma, porção superior do tubo neural e mesoderma lateral induzem a diferenciação do somito em 
dermomiótomo. O dermomiótomo pode ser dividido em duas partes, o miótomo formará células musculares 
comprometidas e o dermátomo formará a derme do pescoço e das costas. 
Sendo assim, músculos estriados dos membros e troncos formam-se a partir do miótomo, que se originaram por 
diferenciação do dermomiótomo. Músculos craniofaciais se formarão a partir de células mesodérmicas presentes no 
mesênquima cefálico. Tanto as células do miótomo quanto as células do mesênquima cefálico apresentam característica 
indiferenciada e posteriormente irão se diferenciar em mioblastos, que são células precursoras musculares que se dividem 
ativamente, até que a divisão cessa e se diferenciam em miócitos, expressando proteínas contrateis e fundem-se para 
formar miofibras. 
As células musculares estriadas esqueléticas possuem um poder de regeneração muito baixo, sendo associado com a 
presença de células satélites e não com a divisão de células pré-existentes. Alguns mioblastos podem se manter 
indiferenciados e formar células satélites que, mediante estímulos específicos, 
podem se fundir com miócitos, causando aumento nas células musculares. 
Cada miótomo divide-se em duas estruturas: O epímero dorsal formará os 
músculos epaxiais das costas e o hipômero ventral forma músculos hepaxiais 
da parede lateral e ventral do corpo. 
Os músculos dos 
membros 
também são 
derivados do miótomo. Em determinadas regiões específicas 
do nosso corpo durante o desenvolvimento embrionário 
aparecem estruturas chamadas brotos dos membros. Na região 
onde há espessamento do ectoderma de superfície chama 
crista ectodérmica apical, que estimula o mesoderma lateral 
somático a proliferar e formar broto de membro. Essas células 
mesodérmicas laterais estarão relacionadas com a ossificação 
do osso e algumas células do miótomo migram para o broto 
do membro por volta da 5ª semana de desenvolvimento. 
Algumas células do miótomo migram para as regiões dos brotos de membros, tanto superiores quanto inferiores, se 
posicionando ao redor do mesoderma lateral somático precursos de ossos e tendões. A massa muscular ventral formará 
basicamente músculos flexores de membros inferiores e superiores. A massa muscular dorsal formará músculos 
extensores e supinadores dos membros superiores, além de músculos extensores e abdutores dos membros inferiores. 
 
 
Defeitos no desenvolvimento muscular 
 
Ocorrem defeitos também no desenvolvimento muscular, como a distrofia muscular de Duchene ou uma mais branda, 
chamada de tipo Becker, são causadas por mutação da distrofina (mantém a organização das fibras musculares) e 
geralmente leva a pessoa a morte até os 30 anos de idade. Outro defeito, nada grave, é a Anomalia de Poland, que é a 
ausência de músculo grande peitoral de um lado do corpo. 
Outra síndrome é a Síndrome de Prune-Belly, onde há ausência dos músculos da parede abdominal, sendo associado a 
criptorquidismo e malformação do trato urinário. Essa criança não tem muita expectativa de vida.