Desenvolvimento embrionário: da fertilização à formação das camadas germinativas

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Nas primeiras semanas após a fertilização, o zigoto 
sofrerá não só sucessivas divisões celulares (clivagens), 
mas também diferenciações celulares. As clivagens 
acontecem durante todo o trajeto do embrião até o 
útero, onde ocorrerá também a primeira diferenciação 
celular com a formação do blastocisto. Entre o fim da 
primeira semana e da segunda semana de 
desenvolvimento, o embrião irá se implantar na parede 
uterina e a sua massa celular interna sofrerá ainda mais 
modificações, dando origem à um embrião bilaminar, 
formado por epiblasto e hipoblasto. 
 Conversão do disco embrionário bilaminar em 
um disco trilaminar com a formação das 
camadas germinativas ectoderma, mesoderma 
e endoderma; 
 Inicia-se com a formação da linha primitiva e 
estabelecimento da orientação axial; 
 Período de susceptibilidade no 
desenvolvimento; 
 Papel da expressão gênica diferencial e 
sinalização celular na determinação dos 
destinos celulares. 
 
LINHA PRIMITIVA 
 
O principal evento da terceira semana de gestação, a 
gastrulação, começa com a formação de uma estrutura 
longitudinal na linha mediana, a linha primitiva, do 
epiblasto próximo à extremidade caudal do disco 
embrionário bilaminar. 
 
A linha primitiva é uma migração das células do 
epiblasto para as regiões mediana caudal do embrião 
(região posterior), opostamente à região cefálica ou 
cranial do feto. A extremidade cranial da linha primitiva 
se expande em uma estrutura denominada nó primitivo 
(centro sinalizador para movimentação e diferenciação 
celular). E, ao longo dessa linha primitiva, há também o 
sulco primitivo, que permite a movimentação das 
células do epiblasto para a posterior formação das 
camadas germinativas. A linha primitiva é adjacente à 
fosseta primitiva, uma invaginação no nó primitivo. 
 
 
 
No momento da formação da linha primitiva há a 
formação também do eixo do embrião, pois como essa 
linha é formada na região mediana caudal, a região 
oposta a ela será a região cranial. Na região cranial, 
posteriormente à formação da linha primitiva, observa-
se a formação da membrana orofaríngea que, 
futuramente, será a região da boca. A região dorsal será 
aquela voltada para a cavidade amniótica (epiblasto) e 
a região ventral aquela onde encontra-se o hipoblasto. 
 
FORMAÇÃO DO EMBRIÃO TRILAMINAR 
 
A partir da linha primitiva as células do epiblasto 
ingressam para formarem as primeiras camadas 
germinativas. Após a formação da linha primitiva, as 
primeiras células do epiblasto migram para dentro dela 
para deslocar o hipoblasto e ocupar o lugar dele, dando 
origem ao endoderma (folheto germinativo ventral – 
intestino primitivo). A segunda migração de células do 
epiblasto para dentro da linha primitiva dará origem ao 
mesoderma, entre o endoderma e o epiblasto. 
Finalmente, as últimas células que sobram no epiblasto 
irão se diferenciar, dando origem ao último folheto 
germinativo, o ectoderma. 
 
 
 
TRANSIÇÃO EPITÉLIO-MESENQUIMAL 
 
Para que as migrações das células do epiblasto ocorram 
é necessária que aconteça a transição epitélio-
mesênquima. As células do epiblasto, inicialmente, 
Embriologia 
Gastrulação 
Beatriz Fernandes 
possuem características epiteliais e, quando elas iniciam 
as migrações, elas ingressam para dentro da linha 
primitiva como células individuais. De células epiteliais 
elas se transformam em células em garrafa e, 
finalmente, em células mesenquimais, sendo capaz de 
migrar individualmente e interagir com o ambiente. 
 
Algumas moléculas que são modificadas durante a 
transição epitélio-mesênquima são as e-caderinas, que 
se transformam em n-caderina, permitindo o contato e 
o movimento das células mesenquimais pela matriz 
extracelular. No estágio de formação do endoderma, as 
células que migram para dentro da linha primitiva 
sofrem a transição epitélio-mesenquimal e, 
posteriormente, sofrem uma transição reversa para 
formarem uma camada epitelial, o endoderma. 
 
CAMADAS GERMINATIVAS 
 
O ectoderma (camada externa) dará origem não só à 
parte externa do indivíduo com, por exemplo, a pele, 
mas também ao sistema nervoso e às células 
pigmentadas do organismo. O mesoderma (camada 
intermediária) dará origem aos músculos, ossos, 
sistemas circulatório e reprodutor. Já o endoderma 
(camada interna) dará origem aos tratos digestório e 
respiratório. 
 
 
DINÂMICA DA LINHA PRIMITIVA 
 
A linha primitiva, por ser uma estrutura dinâmica, inicia 
a sua formação na região caudal do embrião e cresce 
em comprimento até atingir entre 60% e 75% de todo o 
embrião. No entanto, ela regride, posteriormente, 
trazendo o nó primitivo com ela. E é durante o 
crescimento e a regressão total dessa linha que ocorre o 
processo de gastrulação. 
 
FORMAÇÃO DO MESODERMA INTRAEMBRIONÁRIO 
 
 Mesoderma cardiogênico; 
 Mesoderma paraxial (somitos); 
 Mesoderma intermediário; 
 Mesoderma da placa lateral; 
 Processo notocordal. 
Iniciando no 16o dia, algumas células do epiblasto 
migram através da linha primitiva, estendem‑se pelo 
espaço entre o epiblasto e o endoderma definitivo 
nascente e formam uma terceira camada germinativa, 
o mesoderma intraembrionário. Essas células migram 
bilateralmente a partir da linha primitiva e formam 
inicialmente uma camada de células frouxas entre o 
epiblasto e o endoderma. Logo depois, a camada se 
reorganiza para formar as quatro subdivisões principais 
do mesoderma intraembrionário: o mesoderma 
cardiogênico, o mesoderma paraxial, o mesoderma 
intermediário (também denominado nefrótomo) e o 
mesoderma da placa lateral. Além disso, uma quinta 
população de células mesodérmicas migra 
cranialmente a partir do nó primitivo para formar um 
tubo de paredes espessas na linha média, denominado 
processo notocordal. 
 
Durante a 3a semana do desenvolvimento, duas tênues 
depressões se formam no ectoderma, uma na 
extremidade cranial do embrião e outra na extremidade 
caudal, atrás da linha primitiva. No final da terceira 
semana, o ectoderma nessas áreas fusiona‑se 
intimamente com o endoderma subjacente, excluindo o 
mesoderma e formando membranas bilaminares. A 
membrana cefálica é denominada membrana 
orofaríngea e a membrana caudal é a membrana 
cloacal. Posteriormente, as membranas orofaríngea e 
cloacal passam a ser as extremidades cegas do tubo 
intestinal. A membrana orofaríngea se rompe na quarta 
semana para formar a abertura da cavidade oral, 
enquanto a membrana cloacal se desintegra mais tarde, 
na sétima semana, para formar as aberturas do ânus e 
dos tratos urinário e genital. 
 
 
 
PROCESSO NOTOCORDAL E NOTOCORDA 
 
A notocorda fará parte do mesoderma, pois será gerada 
a partir das células do epiblasto que ingressaram pelo 
nó primitivo e se posicionaram entre o ectoderma e o 
endoderma. Ela será considerada um mesoderma axial, 
pois será formada na região medial do embrião. 
 
As células que formarão o processo notocordal 
ingressam pelo nó primitivo e migram cefalicamente 
entre o endoderma e o ectoderma até a membrana 
bucofaríngea. Posteriormente, ocorrerá uma cavitação 
dentro do processo notocordal denominada canal 
notocordal. 
 
 
 
Após a cavitação desse processo notocordal, ele irá se 
fundir ao endoderma por um breve período e, 
posteriormente, irá se separar novamente, dando 
origem a notocorda. 
 
 
 
A notocorda serve de base para o desenvolvimento do 
esqueleto axial e indica o local dos futuros corpos 
vertebrais. Parte dessa notocorda irá se degenerar 
quando os corpos vertebrais se formarem e persistir 
como o núcleo pulposo das vértebras até a infância, 
quando será substituída por células mesodermais. 
 
A principal função da notocorda é a indução e geração 
de padrões que irão influenciar não só na diferenciação 
das células do mesoderma, ao redor da notocorda, mas 
também dos tecidos adjacentes, o ectoderma e 
endoderma. 
 
FORMAÇÃODO ECTODERMA 
 
As células que permanecem no epiblasto dão origem ao 
ectoderma do embrião. Ele irá se diferenciar em placa 
neural (futuro tubo neural) e ectoderma cutâneo, na 
região periférica. 
 
HIERARQUIA NO DESENVOLVIMENTO 
 
O número de tipos celulares no embrião aumenta à 
medida que o desenvolvimento prossegue. Os novos 
tipos celulares surgem através de uma série de decisões 
hierárquicas. Essas decisões tendem a ser irreversíveis, 
havendo uma restrição progressiva dos possíveis 
destinos de uma célula, bem como do seu potencial ao 
longo do desenvolvimento. 
 
O que faz um tipo celular ser diferente de outro? 
 
 Expressão gênica diferencial essencial à 
diferenciação celular durante a gastrulação; 
 O destino celular é progressivamente 
restringido e normalmente irreversível; 
 Diferenciação regulada no tempo e espaço; 
 Gastrulação: Movimentos morfogenéticos 
quebram a simetria esférica do blastocisto, 
conferem novos microambientes para que a 
indução tenha lugar; 
 Folhetos germinativos e posicionamento relativo 
das células no embrião essenciais na 
determinação do percurso de 
determinação/diferenciação celulares. 
 
DIFERENCIAÇÃO CELULAR 
 
A indução de um tipo celular não é dependente de uma 
única sinalização, mas de uma combinação de sinais. 
Portanto, vários indutores e repressores, ao mesmo 
tempo, combinam a sinalização para darem origem a 
diferentes tipos celulares. Além disso, a memória celular 
também influencia para essa diferenciação. 
 
GRADIENTES MORFÓGENOS 
 
Os morfógenos são sinais secretados pelas células e vão 
atuar de acordo com o gradiente de concentração. 
Existe um gradiente de concentração a partir da fonte 
que produziu esse sinal, quanto mais próximo da fonte, 
maior a concentração desse sinal, quanto mais longe, 
menor a concentração. A informação contínua contida 
em um gradiente de concentração é convertida em 
destinos celulares diferentes através de limiares de 
ativação. A localização da célula no embrião é 
determinante para o seu destino. 
 
O ORGANIZADOR 
 
O nó primitivo, ou organizador, é uma importante região 
de sinalização e, por isso, é denominado organizador do 
embrião. 
 
DINÂMICA DA LINHA PRIMITIVA 
 
A linha primitiva se inicia na região caudal e cresce em 
direção a região cefálica e, após chegar à 60% do 
tamanho do embrião, ela regride. Ao regredir, algumas 
células dessa linha primitiva formarão o broto caudal, 
células mesenquimais importantes para a formação dos 
membros posteriores e das vértebras sacrais. Qualquer 
alteração nesse broto caudal pode dar origem à 
algumas síndromes como, por exemplo, a displasia 
caudal. 
 
INDUÇÃO LATERALIDADE - DIREITA E ESQUERDA 
 
A assimetria esquerda-direita é estabelecida durante a 
gastrulação, através de interações celulares. O nó 
primitivo expressa a proteína nodal que é responsável 
por realizar uma cascata de sinalização somente no 
lado esquerdo do embrião. As células do lado esquerdo 
que apresentam receptores para nodal são as que vão 
sofrer maior influência dessa proteína. A falta de nodal 
no lado direito vai estimular a produção de outros 
fatores. 
 
Foi visto que na região próxima a linha primitiva existem 
células ciliadas que fazem com que sinais do fluido 
sejam deslocadas para a esquerda, mantendo uma 
concentração de sinais preferencialmente no lado 
esquerdo da linha. 
 
MAPA DO DESTINO 
 
Os mapas do destino esperado mostram que as células 
de diferentes camadas germinativas e de diferentes 
subdivisões dentro das camadas germinativas são 
parcialmente segregadas umas das outras no epiblasto 
e na linha primitiva.