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1. Clivagens: As clivagens são sucessivas divisões mitóticas que ocorrem após a fertilização, no zigoto. As clivagens são divisões mitóticas que acontecem de maneiras diferentes do habitual, pois ocorrem sem o crescimento celular. As células geradas a partir das clivagens são denominadas blastômeros. A ausência das fases G1 e G2 permite a rapidez das clivagens durante a primeira semana do desenvolvimento. As clivagens em mamíferos são denominadas holoblásticas ou completas, pois o local onde irão ocorrer as divisões (sulcos de clivagens) percorre toda a extensão do embrião em formação. As clivagens das espécies onde os sulcos de clivagem não percorrem todo o embrião são denominadas meroblásticas ou incompletas. As clivagens ocorrem durante a primeira semana do desenvolvimento no trajeto do zigoto entre a tuba uterina e o útero. Quando o zigoto alcança de 12 a 16 blastômeros ele passa a ser denominado mórula. Com o aparecimento da cavidade blastocística na mórula, ela passa a ser conhecida como blastocisto que, posteriormente, se implantará na parede uterina. Durante as clivagens, enquanto a zona pelúcida envolver o embrião, ele será impedido de crescer e seu tamanho permanecerá constante. Com a formação da cavidade blastocística (blastocele), a mórula passará a ser denominada blastocisto inicial e, com a perda da zona pelúcida, esse blastocisto inicial se tornará blastocisto tardio, tornando possível não só o aumento do tamanho desse embrião, mas também a implantação no útero. No blastocisto tardio observamos, além da blastocele, uma massa celular interna denominada embrioblasto (embrião) e, ao redor do embrião, o trofoblasto (placenta). 2. Compactação: A partir da quarta clivagem (estágio de oito células), as células aumentam a área de contato entre elas em um fenômeno conhecido como compactação. A compactação permite a união dos blastômeros, tornando impossível a identificação de cada um deles. Mecanismos Envolvidos na Compactação: → E-caderina (glicoproteínas de adesão); → Junções oclusivas entre as células externas; → Junções comunicantes entre as células internas; → Reorganização do citoesqueleto. Embriologia Primeira e Segunda Semanas do Desenvolvimento Beatriz Fernandes DIFERENÇAS ENTRE AS CLIVAGENS EM MAMÍFEROS E OUTRAS ESPÉCIES As clivagens em mamíferos estão entre as mais lentas do reino animal (entre 12h e 24h); As clivagens são rotacionais, ou seja, elas acontecem em diferentes planos de clivagem (meridional e equatorial); Falta de sincronização das divisões precoces, pois cada blastômero não passa de um estágio para outro em sincronia; Controladas por fatores do embrião; Fenômeno da compactação. Resultado: → Diferenciação entre as células externas da mórula (trofoblasto) e as células internas (embrioblasto). 3. Cavitação: Durante o processo de cavitação, as células trofoblásticas secretam fluidos para o interior da mórula para a formação da blastocele. A blastocele permite que as células internas sejam empurradas para um dos polos do embrião, formando o blastocisto. Trofoblasto: Forma a parte embrionária da placenta; Embrioblasto: Dá origem ao embrião. Dois dias após a chegada do blastocisto ao útero ocorrerá a sua eclosão, ou seja, a sua saída do interior da zona pelúcida. Após a eclosão, ele irá interagir com o epitélio uterino até a sua implantação. 4. Assimetria do Óvulo: O embrião não é um círculo uniforme, pois possui pontos de assimetria como, por exemplo, a região onde encontra-se o segundo corpo polar (polo animal) e a região de entrada do espermatozoide (cone de fertilização). A primeira clivagem ocorre adjacente ao polo animal e ao cone de fertilização. Portanto, os pontos assimétricos indicam ao embrião onde deverá ocorrer a primeira clivagem. 5. Transição Materno-Zigótica: Após a fertilização há a fusão do material genético dos pais, porém ainda não ocorreu a transcrição daquele novo genoma. Portanto, a primeira clivagem irá depender das proteínas e mRNA derivados da mãe. Após o estágio de dois blastômeros, o DNA do embrião inicia a produção dos seus próprios mRNA, o que permite a independência das proteínas e mRNA derivados da mãe para a continuidade das clivagens. Durante a ovogênese ocorre o acúmulo de proteínas e mRNA maternos no ovócito, porém logo após a fertilização esses materiais começam a se degradar até o cessamento no estágio de mórula. No estágio de duas células, o genoma embrionário é ativado e se torna completamente independente no estágio blastocístico. A expressão do fator de transcrição Cdx2 é um dos responsáveis pelo primeiro evento de diferenciação celular, a formação do trofoblasto. No início do desenvolvimento os blastômeros são bastantes semelhantes, porém o potencial deles formarem diferentes tipos celulares se reduz à medida que eles se especializam. Os fatores de transcrição que permitem essa especificação são o Oct4, o Sox2 e o Nanog. O Cdx2 inibe a expressão desses fatores para que haja a especificação do trofoblasto. A massa celular interna massa celular interna continuará expressando o Oct4, o Sox2 e o Nanog para que ela possa formar outros tipos celulares e é por isso que, a partir dessa massa, será formado todo o embrião. Até o estágio de dezesseis blastômeros, as células ainda não estão comprometidas com um tipo celular específico, pois, caso haja uma mudança na sua localização, ela poderá mudar o seu destino final. A partir do estágio de trinta e duas células não será mais possível transformar, por exemplo, uma célula de trofoblasto em uma célula de embrioblasto. Durante todo o desenvolvimento embrionário, as células vão se especializando cada vez mais e, com isso, vão perdendo o seu potencial de diferenciação. As células também são classificadas de acordo com a sua potencialidade: Totipotente: Zigoto – Pode formar tanto o embrião quanto o trofoblasto; Pluripotente: Massa Celular Interna – Não é mais capaz de formar as células do trofoblasto, apenas as do próprio embrião; Multipotente: Células tronco de algum tecido específico – Só formarão células daquele tecido; Oligopotente; Unipotente: São capazes de gerar apenas um tipo celular. King e Briggs em 1956 tentam reverter essa restrição da potencialidade. Eles recolhem os núcleos de células diferenciadas de anfíbios em diferentes estágios do desenvolvimento e, ao pôr esses núcleos dentro de um ovócito, ativa o ovócito para iniciar o desenvolvimento embrionário. Ele percebeu que se recolhesse núcleos do início do desenvolvimento embrionário, ele conseguiria dar origem a girinos normais e funcionais, porém, caso recolhesse núcleos de células mais diferenciadas, ele não conseguiria mais formar girinos funcionais, pois o ovócito não conseguia ultrapassar as restrições dessas células. Posteriormente, John Gurdon altera a metodologia utilizada por King e Briggs e consegue clonar de maneira eficiente um anfíbio a partir do núcleo de uma de suas células diferenciadas. Ele recolhe o núcleo de uma célula epitelial do girino e põe dentro do ovócito. Com a ativação para início do desenvolvimento embrionário, ele observou a formação de um novo girino totalmente normal e funcional. Portanto, ele clonou o girino que doou o seu núcleo a partir da sua célula diferenciada e conseguiu com que esse núcleo se reprogramasse para se tornar um núcleo pluripotente ou totipotente. Recentemente, o cientista japonês Yamanaka tentou retornar as células diferenciadas ao estágio de células pluripotentes. Para isso, ele pôs diversos fatores de transcrição em fatores virais e os colocou em células diferenciadas da pele. Com isso, ele percebeu que conseguia originar células pluripotentes a partir damanipulação dos fatores de transcrição. Ele retirou um por um dos fatores postos na pele para descobrir quais fatores de transcrição eram necessários para esse retorno, e chegou à conclusão da necessidade apenas dos quatro fatores de Yamanaka (Oct4, Sox2, Klf4 e c- Myc). Esses quatro fatores, incorporados aos fatores virais, são colocados em meios de cultura com células diferenciadas e dão origem às células de pluripotência induzida (IPS). As IPS, por serem similares às células da massa celular interna do embrião, podem ser induzidas a gerar qualquer tipo de células do embrião, com exceção às células do trofoblasto. Atualmente, essa técnica foi aprimorada e já é possível utilizarmos diferentes tipos de vetores e de células diferenciadas para conseguir fazer a reprogramação dessas células. Nós podemos, por exemplo, recolher o sangue de um paciente específico e reprogramar as suas células em laboratório para que possamos estudar algumas doenças como, por exemplo, a esquizofrenia. Após a reprogramação para células pluripotentes, nós iremos gerar o tipo celular de interesse e, posteriormente, observaremos se há alguma mudança nessas células geradas. Caso alguma mudança significativa seja observada, terapias serão testadas para tentar reverter essa mutação e, em casos positivos, essas terapias ou drogas poderão ser testadas, diretamente, em grupos de pacientes portadores dessa doença específica. Quando o embrião chega ao útero, ele ainda se encontra dentro da zona pelúcida, porém, para conseguir se implantar na parede uterina, ele precisa se desfazer dessa estrutura. Portanto, a primeira etapa da implantação é a perda da zona pelúcida. A implantação ocorrerá na segunda semana após a fertilização, na região superior do útero (sítio normal para implantação). O embrião irá se implantar a partir do seu polo embrionário, ou seja, a partir da região onde há a massa celular interna (embrioblasto). A diferenciação do blastocisto acontece ao mesmo tempo que a implantação. Aposição do blastocisto; Adesão; Penetração no epitélio e lâmina basal; Invasão do estroma uterino. 1. Janela de Implantação: Estágio onde o útero é capaz de dar apoio ao crescimento e à adesão do blastocisto e aos eventos subsequentes da implantação. O estado de receptividade uterina tem duração limitada. A progesterona e o estrogênio definem a janela de implantação. Durante todo o ciclo menstrual, esses hormônios estão atuando sobre o endométrio para torná-lo receptivo ao blastocisto. Entre o 20o e o 24o dias ocorrerá a janela de implantação com o pico desses hormônios. GRAVIDEZ ECTÓPICA: Os blastocistos podem se implantar fora do útero. Essas implantações resultam em gestações ectópica. Entre 95% e 98% das implantações ectópicas ocorrem na tuba uterina. GRAVIDEZ DESPERDIÇADA: Acredita-se que a taxa de abortamento espontâneo precoce seja em torno de 45%. Os abortamentos espontâneos ocorrem por várias razões, uma delas é a presença de anormalidades cromossômicas. Após a saída do blastocisto da zona pelúcida, as moléculas (LIF) liberadas pelo endométrio estimularão a expressão de seus receptores. Posteriormente, o próprio blastocisto irá secretar suas LIF para estimular a expressão dos receptores endometriais. O endométrio, normalmente, possui algumas microvilosidades, porém, no momento da implantação, ocorre a diminuição dessas estruturas e o aparecimento dos pinopódios. Os pinopódios irão interagir com o blastocisto para auxiliar o seu posicionamento e a sua adesão. Quando ocorre a adesão, o trofoblasto se diferencia em sinciciotrofoblasto e citotrofoblasto. O sinciciotrofoblasto irá liberar proteases que irão permitir a invasão do blastocisto no endométrio. 2. Reação Decidual: Proliferação e diferenciação das células do estroma uterino em resposta à adesão e implantação do blastocisto. O resultado é a formação de um tecido morfologicamente e funcionalmente: É uma fonte de fatores de crescimento e metabólitos; Nutre o embrião em implantação; Impede a rejeição do embrião; Regula o processo de placentação. Durante a implantação, as células do trofoblasto que perdem suas membranas celulares e se fundem para formar um sincício são denominadas sinciciotrofoblasto. Já as células que revestem a parede do blastocisto e que mantém suas membranas celulares são denominadas citotrofoblasto. O embrioblasto, durante a implantação, também se diferencia em duas camadas, o epiblasto (células cilíndricas) e o hipoblasto (células cuboides). No oitavo dia após a fertilização, observamos que já ocorreu uma entrada significativa do embrião no endométrio. Mais células do citotrofoblasto irão perder suas membranas para aumentar ainda mais o sinciciotrofoblasto. No embrioblasto haverá a formação da cavidade amniótica, especialmente na região do epiblasto. Com a implantação completa do embrião no nono dia, o local da implantação será fechado por um tampão de coagulação. O sinciciotrofoblasto já terá envolvido todo o embrião e alguns vasos sanguíneos que sofreram erosão formarão as lacunas trofoblásticas nessa região. As lacunas trofoblásticas auxiliarão a nutrição do embrião e, posteriormente, farão parte da placenta. Elas contém o sangue materno e os componentes das glândulas uterinas. A cavidade amniótica do embrioblasto sofrerá um aumento e as células do epiblasto formarão a membrana dessa cavidade (âmnio). As células do hipoblasto sofrerão migração e irão envolver a cavidade blastocística (blastocele), formando a membrana exocelômica ou membrana de Heuser. Após a formação dessa membrana, a blastocele passará a ser conhecida como saco vitelínico primário. Entre o décimo e o décimo primeiro dia, a partir das células do hipoblasto, haverá a formação do mesoderma extraembrionário entre o saco vitelínico e o citotrofoblasto. As lacunas trofoblásticas irão evoluir com o aumento da irrigação pelo sangue materno. Entre o décimo segundo e o décimo terceiro dia haverá a formação de uma cavidade dentro do mesoderma extraembrionário denominada cavidade coriônica ou celoma extraembrionário, que irá dividi-lo em duas camadas. O saco vitelínico primário será deslocado (e em seguida degenerado) pela segunda sequência de migração de células do hipoblasto, as quais formarão o saco vitelínico definitivo. Entre o décimo quarto e o décimo quinto dia, nós teremos o epiblasto formando o chão da cavidade amniótica e o hipoblasto formando o teto do saco vitelínico definitivo. O embrião se encontrará entre essas duas regiões suspenso pelo pedículo de conexão (mesoderma extraembrionário) dentro da cavidade coriônica. No fim da segunda semana do desenvolvimento acontecem: 1. Finalização do processo de implantação; 2. Formação do disco embrionário bilaminar: Epiblasto: → Relaciona-se com a cavidade amniótica, formando o seu assoalho; → Suas células dão origem ao âmnio. Hipoblasto: → Forma o teto do saco vitelínico definitivo; → Também conhecido como endoderma primitivo; → Suas células dão origem à membrana exocelômica; → Suas células formam o mesoderma extraembrionário. 3. Saco Vitelínico: O saco vitelínico é revestido externamente pelo mesoderma extraembrionário, altamente vascularizado, e internamente por endoderma derivado do hipoblasto; O saco vitelínico de mamíferos é pequeno e não tem vitelo; Apesar de ser vestigial em termos funcionais, é indispensável ao embrião; → Células germinativas primordiais: Entre a terceira e a quarta semana; → Hematopoiese extraembrionária até a sexta semana; Por volta da sexta semana, o saco vitelínico perde o contato com o intestino primitivo; Divertículo de Meckel: A parte mais proximal pode persistir como um divertículodo intestino delgado em adultos. 4. Âmnio e Cavidade Amniótica: Inicia-se como uma cavidade no embrioblasto (do epiblasto em desenvolvimento) no oitavo dia; Células amniogênicas se separam do epiblasto, formando o âmnio; Com o dobramento, o âmnio (ou membrana amniótica) envolve todo o corpo do embrião; O embrião fica suspenso num ambiente líquido pelo resto da gravidez; O líquido amniótico protege o feto contra danos mecânicos, acomoda o crescimento, permite a movimentação do feto e protege o feto contra “adesões” que poderiam afetar o seu desenvolvimento; A membrana amniótica consiste em uma camada de células de origem epiblástica e uma camada de mesoderma extraembrionário não vascularizado; A cavidade amniótica se expande até a 33a ou 34a semana de gestação (um litro de líquido amniótico). COMPOSIÇÃO DO LÍQUIDO AMNIÓTICO Até a 20a semana a composição do fluido é semelhante à dos fluidos fetais; A pele ainda não está queratinizada. A membrana amniótica secreta fluidos e componentes do soro materno passam através dela; Após a 20a semana a sua composição irá conter urina fetal, filtrado do sangue materno e filtrado dos vasos sanguíneos do cordão umbilical e da placa coriônica (placenta); Volume Normal: Entre 500mL e 1L (normohidrâmnio); Volume Excessivo: Acima de 2L (polidrâmnio) – Associado a múltiplas gravidezes, atresia esofágica ou anencefalia; Volume Diminuído: Abaixo de 500mL (oligohidrâmnio) – Associado à agenesia renal. 5. Saco Coriônico: Induzido pelo mesoderma extraembrionário; Primeiro estágio no desenvolvimento das vilosidades coriônicas da placenta; O celoma extraembrionário divide o mesoderma extraembrionário em: → Mesoderma somático extraembrionário: Envolve o citotrofoblasto; → Mesoderma esplâncnico extraembrionário: Envolve o saco vitelínico.
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