Resumo Embriologia - Segmentação do Mesoderma

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EMBRIOLOGIA 
 
Segmentação do mesoderma 
 
 
 
Transição epitélio-mesenquimal 
As células da linha primitiva perdem a adesão 
celular devido à perda de expressão de E-
caderinas – encontradas anteriormente no 
epiblasto. Na região onde ocorre a 
gastrulação, a perda de adesão das E-
caderinas são substituídas pelas N-
caderinas, que realizam função semelhante, 
porém de forma mais fraca. Dessa forma, as 
células passam da organização epitelial para 
a organização mesenquimal. 
Outra mudança vista durante a gastrulação no 
epiblasto é a perda da membrana basal 
(matriz extracelular com os componentes 
principais sendo laminina e fibronectina), que 
funciona como uma espécie de barreira 
protetora, dando estrutura e resistência ao 
epitélio. Essa degradação da membrana é 
feita a partir de peptidases. 
A partir dessas duas mudanças é que se pode 
ocorrer a invaginação das células durante a 
fase de gastrulação e posterior propagação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gastrulação 
Dependendo do momento em que as células 
invaginam durante a gastrulação, elas podem 
já ter um destino pré-estabelecido. As 
primeiras células a se invaginar, por exemplo, 
encontram-se perto do nó primitivo e irão 
substituir o hipoblasto e formar o endoderma 
definitivo – futuro tubo digestivo. 
A segunda onda de células a invaginar no nó 
primitivo também terá destino bem preciso, 
originando o mesoderma cardiogênico, que 
irá contribuir na formação do coração. A 
próxima onda de células irá formar o 
mesoderma extraembrionário. Depois, terão 
outras ondas de células que, ao longo do 
tempo, vão ingressando no nó primitivo e se 
espalhando no organismo para formar 
importantes estruturas, como a notocorda, o 
mesoderma da cabeça, somitos, mesoderma 
intermediário e mesoderma da placa lateral. 
Após isso, termina a gastrulação e o que 
sobra do epiblasto vira ectoderma. O 
ectoderma, posteriormente, também irá se 
dividir em ectoderma cutâneo e neural. 
Com isso, ao fim da gastrulação o embrião 
terá os três folhetos embrionários: 
endoderma, mesoderma e ectoderma – 
camadas caracterizadas por células 
pluripotentes. 
 
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Segmentação do mesoderma 
 
 
 
Endoderma e seus derivados 
Tubo digestivo primitivo: sistema digestório e 
sistema respiratório. 
Mesoderma e seus derivados 
Notocorda; Paraxial: vértebras e músculos 
esqueléticos (somitos); Intermediário: 
sistema urogenital; placa lateral: 
somatopleura (membrana que contribui para 
formação da pele) e esplacnopleura 
(membrana que contribui para a formação do 
tubo digestivo, junto com a endoderma). 
OBS: Coluna vertebral e a maioria dos ossos 
também são originados a partir do 
mesoderma. 
Ectoderma e seus derivados 
Neuroectoderma: Sistema Nervoso Central 
(cérebro e medula) e Sistema Nervoso 
Periférico, podendo gerar também músculos, 
ossos da face e pescoço e melanócitos; 
Ectoderma não neural: epiderme (pele). 
 
OBS: Dos dois lados do tubo neural há somito, 
e ao lado dos somitos se encontram o 
mesoderma intermediário e, posteriormente, 
o mesoderma de placa lateral. 
 
Formação da notocorda 
Um dos primeiros mesodermas que se 
formam durante a gastrulação é o que dará 
origem a notocorda. A notocorda é um cordão 
 
 
 
de células (espécie de tubo) que começa a se 
formar a partir do nó primitivo e se alonga em 
direção ao crânio. Ao longo do 
desenvolvimento, o nó primitivo se retrai 
porém a notocorda continua a se alongar 
cranialmente, embaixo do epiblasto – sendo 
uma das primeiras estruturas a se formar. 
O processo notocordal ocorre entre o 16º e 22º 
dias, começando como um tubo oco. Uma vez 
formada, a notocorda vai se fundir com o 
endoderma definitivo que se localiza logo 
abaixo. Quando completamente fundida ao 
endoderma, a estrutura se abre. No entanto, 
depois a estrutura reverte o processo até a 
notocorda se soltar do endoderma, sendo 
essa agora um tubo fechado. 
 
Na fase de formação da notocorda, aparece 
temporariamente um canal neurentérico – 
que permite o saco vitelínico de se comunicar 
com o âmnio, porém ainda não se sabe ao 
certo sua função. 
A notocorda não permanece no adulto – 
acredita-se que parte desta forma o núcleo 
pulposo dos discos intervertebrais, mas 
somente em estágios iniciais do 
desenvolvimento, ou seja, em crianças. No 
entanto, é uma importante estrutura para o 
desenvolvimento do embrião. Ela proporciona 
um eixo rígido para formar os movimentos 
morfogenéticos e funciona como um centro 
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Segmentação do mesoderma 
 
 
 
de sinalização que coordena a formação dos 
somitos, que irão formar as vértebras e os 
músculos. Além disso, a notocorda contribui 
para a indução da placa neural, que irá formar 
o SNC e SNP. 
 
 
Somitos 
O mesoderma paraxial se segmenta em 
somitos, que se reorganizam em duas 
subdivisões: dermomiótomo (epitelial) e 
esclerótomo (mesenquimal). O esclerótomo 
dá origem às vértebras, enquanto o 
dermomiótomo se subdivide em dermátomo 
(abaixo do ectoderma) e miótomo (subjacente 
ao dermátomo). O dermátomo forma a derme 
da pele na região do tronco e o miótomo 
forma os músculos dorsais e ventro-laterais 
do corpo. Após a formação dos membros, as 
células do miótomo migram para o membro 
em desenvolvimento e dão origem aos 
músculos dos membros. Todos esses 
destinos são organizados através da 
localização de suas células nos somitos. 
 
 
 
 
A interação e comunicação entre os tecidos 
que estão se desenvolvendo são de extrema 
importância. A intersecção de várias vias de 
sinalização determina o destino das células, 
ou seja, sua diferenciação. 
Desenvolvimento de um somito: O somito 
sofre uma transição epitelial-mesenquimal, 
ou seja, as células passam a poder migrar. 
Quando as células, principalmente da região 
mediana, do somito se soltam, ele se abre e 
começa a se organizar. Dessa forma, as 
células migram para debaixo da notocorda, 
para entre a notocorda e tubo neural e para 
acima do tubo neural. Essas células 
mesenquimais (esclerótomo) se reorganizam 
e se fecham através da notocorda e através 
do tubo neural, o que vai formar a vértebra. O 
resto do somito (dermátomo e miótomo) 
também migram: as células do miótomo 
podem entrar no broto do membros – 
formando os futuros músculos –, enquanto as 
do dermátomo se fundem com o ectoderma 
não neural e forma a pele. 
Processo de ressegmentação: Intuitivamente, 
pensaria-se que cada vértebra é formada por 
dois somitos que estão dispostos 
contralateralmente, com o tubo neural entre 
eles. No entanto, não é isso que acontece. O 
somito se divide em dois compartimentos: 
uma anterior e outro posterior. Esses dois 
compartimentos se separam, o posterior se 
funde com o anterior do somito seguinte e 
essa novo estrutura – que é um híbrido de 
dois somitos consecutivos – se junta com a 
estrutura correspondente contralateral, 
formando a vértebra. Esse processo também 
é fundamental para os nervos espinhais 
alcançarem os músculos esqueléticos. 
 
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Caso haja defeitos no desenvolvimento dos 
somitos e/ou fechamento das vértebras, 
ocorre o surgimento de doenças congênitas, 
como a espinha bífida ou a escoliose – que 
podem ser corrigidas com cirurgia. 
Formação de somitos: Pode ser explicado 
pelo modelo relógio e onda frontal. As células 
do mesoderma pré-somítico adquirem 
competência para se tornar somitos em 
resposta a gradientes opostos de FGF 
(começa na parte caudal do embrião e se 
difunde em direção a parte anterior) e ácido 
retinóico (começa na parte anterior do 
embrião e se difunde em direção a parte 
posterior). Entre os dois gradientes, onde 
encontra-se pouco FGF e ácido retinóico, o 
potencial de se formar somitos. Para 
acontecer a formação dos somitos, ocorre aexpressão de um gene marcador especial 
(Mesp). 
A medida que o embrião se alonga e cresce, a 
região caudal que expressa FGF se 
movimenta posteriormente. Ao mesmo 
tempo, novos somitos que são formados 
expressam ácido retinóico. Dessa forma, a 
região de competência se desloca 
posteriormente, permitindo a formação de 
novos somitos na direção crânio-caudal. 
FGF – fator de crescimento de fibroblasto; 
proteína sinalizadora e secretada que pode 
difundir e gerar um gradiente. 
Para ser possível saber quando formar novos 
somitos, é utilizado a via de sinalização de 
Notch. Notch é uma proteína que, quando 
ativada é capaz de sinalizar, indo para o 
núcleo e ativando a expressão de diversos 
genes. Um desses genes (Lunatic fringe) é 
inibidor de Notch – por isso ele oscila. Quando 
os níveis de Notch estão baixos, sinaliza que 
não é a hora de fazer um somito. Quando 
aumenta, significa que a zona é competente 
para fazer um novo somito. As oscilações dos 
 
 
 
níveis de Notch são o relógio no modelo 
Clock-Wavefront (modelo relógio e onda 
frontal). 
A ativação de Notch oscila ao longo do 
mesoderma pré-somítico. Ele é ativo no 
futuro compartimento anterior do somito, 
onde propicia a expressão de Mesp. Por sua 
vez, Mesp é um regulador negativo de Notch 
– ou seja, inibe sua expressão, pois significa 
que um somito já começou a ser feito. 
Para ocorrer a formação dos somitos, a 
proteína Mesp induz a expressão do receptor 
Eph (receptor da efrina) no compartimento 
anterior dos somitos. Por sua vez, Eph induz 
a expressão de efrina no compartimento 
posterior do somito antecedente. A efrina 
gera uma transição mesenquimal-epitelial, 
propiciando a epitelização do mesoderma 
pré-somítico através da expressão de 
moléculas de adesão intracelulares 
(integrinas), que organizam as células e o 
epitélio. Assim, forma-se o limite entre dois 
somitos vizinhos. 
 
 
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Migração celular da crista neural 
A crista neural tem que atravessar os 
somitos, assim como os nervos. 
A efrina funciona como uma molécula 
“repelente química” pelas células da crista 
neural. Sempre que é expressa no 
compartimento posterior do somito, é capaz 
de bloquear a migração das células. Com isso, 
as células da crista neural que migram a 
partir da parte dorsal do tubo neural 
(lateralmente e ventralmente) e precisam 
atravessar os somitos conseguem o fazer 
somente pela parte anterior. 
Isso é importante pois, futuramente, as 
células da crista darão origem aos gânglios 
nervosos ao longo do corpo. Logo, a migração 
destas pelos somitos de forma controlada e 
precisa é fundamental para posicionar os 
gânglios de forma correta pelo corpo. 
 
Diferença de número e tamanho de 
vértebras em espécies distintas 
A diferença entre humanos e outras espécies 
não é grande a ponto de mudar o 
comprimento do mesoderma pré-somítico. 
O que muda é a frequência dos picos de Notch 
e o tempo de desenvolvimento do mesoderma 
pré-somítico (tempo necessário para formar 
os somitos). Por isso, em serpentes, por 
exemplo, há muito mais vértebras que em 
galinhas – pois possuem um tempo de 
desenvolvimento e oscilações de Notch mais 
rápidas. 
 
 
 
 
 
 
 
Diferença entre os tipos de vértebras 
A identidade das vértebras é concedida 
através dos genes Hox – são organizados em 
quatro grupos de genes parálogos (de A a D), 
em que cada grupamento pode ter até treze 
genes. 
A posição dos genes ao longo do cromossomo 
é colinear com o padrão de expressão 
durante o desenvolvimento e ao longo do eixo 
anterior-posterior do embrião. Os genes Hox 
na extremidade 3’ do agrupamento são 
expressos mais cedo durante a semitogênese 
e contribuem a especificar a identidade dos 
somitos mais craniais. Ou seja, genes Hox que 
se encontram na região inicial do 
agrupamento são expressos antes no 
desenvolvimento e regulam a identidade de 
vértebras mais cervicais. Ao contrário, genes 
que são expressos tardiamente se encontram 
na parte mais posterior do agrupamento e são 
responsáveis pela identidade de vértebras 
localizadas mais posteriormente. 
Os genes Hox não regulam a formação, em si, 
das vértebras – elas se formam por outros 
mecanismos. No entanto, os genes Hox dão a 
identidade dos tipos de vértebras. 
Transformações homeóticas devido à 
manipulação dos genes Hox em 
camundongos. 
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Miótomo 
O miótomo é necessário para fazer os 
músculos esqueléticos e a expressão de 
MyoD é essencial pois especifica os 
precursores das células musculares 
(miótomo). Essas células irão formas os 
músculos esqueléticos e dos membros. 
Obviamente, a expressão da proteína MyoD 
precisa ser regulada e há mecanismos que 
realizam isso, como a miostatina – regula 
negativamente o desenvolvimento dos 
músculos. Mutações que eliminam ou 
inativam a miostatina levam a proliferação e 
crescimento anormal das fibras musculares, 
pois ocorre uma superexpressão de MyoD.