Biologia do desenvolvimento: Gastrulação, indução e neurulação

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1 Faculdade Maurício de Nassau Curso: Odontologia Disciplina: Formação e concepção do ser Biologia do desenvolvimento: Gastrulação, indução e neurulação Prof. MSc.: Luiz Eduardo Lacerda Setembro/2016

2 Desenvolvimento fetal Durante e após a implantação do blastocisto no útero mudanças ocorrem no embrião 2 semana desenvolvimento: Forma-se disco embrionário bilaminar darão origem aos tecidos e órgãos do embrião Forma-se estruturas extra-embrionárias: âmnio, vesícula umbilical (ou saco vitelino) e córion 3 semana desenvolvimento: Gastrulação disco bilaminar convertido em trilaminar: ectoderma, endoderma e mesoderma Aparecimento linha primitiva e desenvolvimento notocorda e somitos (provértebras) formará coluna vertebral Neurulação formação da placa e tubo neural Vasculogênese e angiogênese desenvolvimento inicial do sistema cardiovascular Desenvolvimento do celoma intraembrionário formará cavidade pericárdica, pleural e peritoneal Desenvolvimento das vilosidades coriônicas formará a placenta

3 Modificações no embrioblasto Embrioblasto massa de células originará o embrião Embrioblasto se modifica forma placa bilaminar o disco embrionário Epiblasto camada espessa de células cilíndricas Hipoblasto camada fina de células cúbicas pequenas em contato com a blastocele 7 dia Embrioblasto 2 semana Células do epiblasto se afastam forma cavidade amniótica e âmnio Âmnio membrana de células que envolve a cavidade amniótica contendo o líquido amniótico proteção. Hipoblasto migra e rodeia a blastocele forma vesícula umbilical transfere nutrientes para embrião antes da formação da circulação uteroplacentária (4 semana). Vesícula umbilical Hipoblasto Epiblasto

4 Modificações no embrioblasto Formação de tecido conjuntivo (mesoderma extraembrionário) separa embrioblasto do trofoblasto. Embrioblasto epiblasto + hipoblasto Trofoblasto citotrofoblasto + sinciciotrofoblasto Forma-se espaços preenchidos por líquido no tecido conjuntivo crescem e se fundem rapidamente formando saco coriônico Saco envolve o embrião (âmnio + vesícula umbilical) Pedículo de conexão liga embrioblasto ao trofoblasto futuro cordão umbilical Ocorre diminuição da vesícula umbilical Tecido conjuntivo Saco coriônico Pedículo conexão Córion

5 Coríon, saco coriônico e vilosidade coriônica Córion a parede do saco coriônico Formada de tecido conjuntivo (mesoderma extraembrionário) + trofoblasto Medida do córion por ultrassom transvaginal avaliar a progressão da gravidez Forma-se a vilosidade coriônica primária Formadas pela proliferação do citotrofoblasto para o interior do sinciciotrofoblasto - no fim da 2 semana Primeiro estágio no desenvolvimento da placenta vilosidade coriônica

6 Resumo 2 semana Trofoblasto Citotrofoblasto Sinciciotrofoblasto Lacunas de sangue Mesoderma extraembrionário Trofoblasto Blastocisto Blastocele rodeado pelo hiploblasto diminui Vesícula umbilical Córion Epiblasto Placenta Embrioblasto Hipoblasto Disco embrionário Embrião abre Cavidade amniôtica Âmnio (membrana) Mesoderma extraembrionário Separa o trofoblasto do embrioblasto Forma-se espaço Saco coriônico

7 Gastrulação Processo no qual o disco embrionário bilaminar é convertido em trilaminar fase gástrula Ocorre na 3 semana de desenvolvimento coincide com período menstrual do ciclo. Menstruação não ocorrerá, pois ocorreu fecundação. Formam-se as 3 camadas germinativas que formarão os tecidos e órgãos do corpo: Ectoderme, endoderme e mesoderme Início da morfogênese desenvolvimento da forma e estrutura dos órgãos e partes do corpo O processo inicia com a formação da linha primitiva

8 Formação da linha primitiva Linha primitiva É uma faixa linear espessada do epiblasto Formação proliferação das células do epiblasto, iniciando na região caudal migrando pelo centro do disco embrionário em direção a região cranial (ou cefálica). Extremidade cranial da linha primitiva se espessa forma nó primitivo (ou nó de Hensen). Cranial Região cranial Caudal Cranial Cranial Caudal Caudal

9 Formação do mesoderma Mesoderma intra-embrionário Rede frouxa de células que se instala entre o epiblasto e o hipoblasto Formação migração de células do epiblasto e sua diferenciação em mesoblasto mesoderma Células migram pelo sulco primitivo (depressão presente na linha primitiva) para o interior do disco embrionário afastam o epiblasto do hipoblasto. Migração e a diferenciação ocorrem sob influência de fatores de crescimento e moléculas sinalizadoras. As células que permanecem no epiblasto ectoderma As células hipoblasto endoderma

10 Formação do mesoderma Mesoderma intra-embrionário Duas regiões do disco embrionário sem mesoderma ectoderma permanece unido ao endoderma Na região caudal da linha primitiva membrana cloacal dará origem ao ânus Na região cranial placa precordal região organizadora da região cefálica membrana orofaríngea dará origem a boca Cranial Caudal

11 Formação da notocorda Inicia com a formação do processo notocordal Ocorre migração de células pelo mesoderma através do nó primitivo em direção a região cefálica. Migração das celulas através do nó forma depressão no nó a fosseta primitiva Migração até a placa precordal (membrana orofaríngea) Formação do canal notocordal Fosseta primitiva se estende até a placa precordal surge canal notocordal no processo notocordal.

12 Formação da notocorda Desaparecimento do canal notocordal Aberturas no canal notocordal aberturas se unem forma placa notocordal Canal notocordal desparece comunicação âmnio-saco vitelino canal neuroentérico Dobramento da placa notocordal Placa notocordal dobra-se forma notocorda (20 dia) Notocorda bastão de células entre ecto e endoderme Formará esqueleto axial (ossos cabeça e coluna) Ao redor da notocorda será formada coluna vertebral Induz a formação da placa neural Notocorda degenera quando vertebras se formam persiste como núcleo pulposo de cada disco intervertebral. Aberturas

13 Formação da notocorda Dobramento da placa notocordal Após dobramento

14 Formação da área cardiogênica Área cardiogênica Durante a formação da notocorda migração de mesoderma pela linha primitiva lateralmente em direção região cefálica da placa precordal formando área cardiogênica formará coração. Cranial Caudal Área cardiogênica

15 Formação do alantoide Alantoide Formado concomitante a formação da notocorda Deriva de evaginação do saco vitelino, expandindo para interior do pedúnculo do embrião Envolvido: na formação inicial do sangue - 3 a 5 semana na formação das artérias e veias do cordão umbilical desenvolvimento da bexiga urinária

16 Formação dos somitos Somitos Estrutura rígida formada ao lado da notocorda Formada pelo espessamento da mesoderma, com posterior modificação celular Somitos formam elevações na superfície do embrião originará as vertebras, costelas e músculos associados, assim como a derme adjacente. Seu desenvolvimento precedida por expressão de moléculas fatores de transcrição Fox. Primeiro par somito no fim da 3 semana Demais pares 4 e 5 semanas

17 Neurulação Processo de formação do tubo neural (primórdio do SNC) e cristas neurais (gânglios) Inicia na 3 semana e completa ao final da 4 semana Inclui a formação da placa neural e das pregas neurais Formação da placa neural Ocorre por indução processo no qual a presença de um tecido influencia o desenvolvimento de outro. Notocorda induz o ectoderma acima dele a se espessar forma placa neural Placa neural celulas espessadas do ectoderma. Enquanto a notocorda se alonga placa neural se estende cefalicamente até a membrana orofaríngea

18 Neurulação Formação do sulco neural e pregas neurais O centro da placa se invagina forma sulco neural Em ambos os lados do sulco forma-se pregas neurais Prega neural fica mais proeminente região cranial será encéfalo Placa neural

19 Neurulação Formação do tubo neural e crista neural No fim da 3 semana aproximação das pregas neurais fundem-se forma tubo neural A formação do tubo envolve genes, fatores mecânicos e extrínsecos Tubo se separa do ectoderma as celulas da crista neural se desprendem do ectoderma migram para as laterais do tubo neural formará gânglios nervosos (aglomerado neurônio)

20 Formação do celoma intra-embrionário Celoma (cavidade do corpo do embrião) Formada concomitante à neurulação Inicia com pequenos espaços no mesoderma agrupam cavidade única em forma ferradura. Celoma divide mesoderma em duas camadas: Parietal (somatopleura): forma parede do corpo. Visceral (esplancnopleura): forma parede intestinal. 2 mês celoma divide 3 cavidades: Pericárdica: espaço que cerca coração Pleural: espaço que cerca pulmão Peritoneal: abdominal

21 Desparecimento da linha primitiva Durante o desenvolvimento há alongamento disco embrionário na região cefálica junto ao alongamento da notocorda e tubo neural. Linha primitiva não acompanha crescimento involui para de produzir mesoblasto degenera (fim da 4 semana). Linha não degenerar multiplicação e migração de células (indiferenciadas) continua origem tumor teratoma sacrococcígeo (porção final da coluna) remoção cirúrgica. Linha primitiva Teratoma sacrococcígeo

22 Dobramento do embrião Processo de crescimento simultâneo das regiões cefálica, caudal e laterais do embrião Leva ao dobramento do embrião para região ventral Importante para estabelecimento da forma corporal do embrião levemente cilíndrica ou tubular. Ocorre na 4 semana do desenvolvimento. Enquanto o dobramento ocorre e o embrião cresce a cavidade amniótica se expande, envolvendo todo o embrião.

23 Dobramento do embrião Dobramento cefálico Devido ao crescimento da região encefálica. Move a área cardiogênica e a membrana orofaríngea (boca) para superfície ventral. Parte do saco vitelino é incorporado, na região cranial, ao embrião como intestino anterior ficará entre o encéfalo e o coração. Dobramento caudal Devido ao crescimento da parte caudal do tubo neural primórdio da medula espinal. Move membrana cloacal (ânus) para superfície ventral. Parte do saco vitelino é incorporado, na região caudal, ao embrião como intestino posterior. O pedículo de conexão com o alantoide se adere ao saco vitelino formação do cordão umbilical.

24 Dobramento cefálico e caudal Crescimento Crescimento Junção Coração Boca Ânus

25 Dobramento do embrião Dobramento lateral Devido ao crescimento das laterais do embrião, enrolando as bordas do disco embrionário ventralmente aparência cilíndrica. Formam-se as paredes abdominais e cavidade abdominal. Parte do saco vitelino é incorporado como intestino médio. A conexão entre o saco vitelino e intestino é reduzida Cavidade abdominal

26 Dobramento do embrião Intestino O saco vitelino é incorporado ao embrião como intestino anterior, posterior e médio. O tecido deste intestino é endodérmico. Não necessariamente o intestino primitivo formará apenas o intestino do sistema digestivo. Intestino anterior Cavidade oral e faringe Trato respiratório (laringe, traqueia, brônquios e pulmões) Esôfago, estomago e duodeno Fígado, pâncreas e aparelho biliar Intestino médio Intestino delgado Parte do intestino grosso (ceco e apêndice cecal) Intestino anterior Parte do intestino grosso (cólon e reto) Epitélio da bexiga urinário e uretra

27 Desenvolvimento de cada camada em um tecido decorre das informações genéticas (DNA) + fatores ambientais (Ex: tecidos adjacentes, subst. mutagênicas...). Derivados das camadas germinativas 3 folhetos embrionários Ectoderma, mesoderma e endoderma células de cada camada se dividem, migram, agregam-se e diferenciam-se Aumentam a complexidade estrutural e funcional formam os tecidos e órgãos do corpo Organogênese

28 Derivados das camadas germinativas Ectoderma Folheto dorsal ( costas ), inclui tubo e crista neural Contato com o líquido amniótico Se diferencia em: Sistema nervoso central tubo neural Gânglios e nervos craniais e sensoriais crista neural Nervo óptico, retina, cristalino e parte da córnea. Hipófise Cartilagem do arco faríngeo Esmalte dos dentes Epiderme (camada externa pele), glândulas sudoríparas, sebáceas e mamárias, unhas, pêlos e cabelo Epitélio boca, cavidades nasais e auditiva, ânus e porção terminal das vias genitourinárias

29 Derivados das camadas germinativas Endoderma Folheto de revestimento interno Parte do alantoide e contato com saco vitelino Se diferencia nos epitélios: Do trato respiratório Do tubo digestivo (exceto boca e ânus), fígado e pâncreas Da bexiga e uretra Do ouvido médio - trompa Eustáquio (tuba auditiva) e tímpano Da tireoide e paratireoide

30 Derivados das camadas germinativas Mesoderma Região entre ecto e endoderma, inclui sômito e celoma Se diferencia em: Derme (abaixo da epiderme) Musculatura visceral e esquelética Ossos e cartilagens (ligamentos e tendões) Vertebras e costelas ao redor notocorda - Sômitos Crânio Tecidos conjuntivos Dentina e polpa dentária Epide Epiderme rme Derme Sistema urogenital inclui gônadas (ovário e testículos) e glândula suprarrenal Coração, sistema vascular, células sanguíneas e linfáticas e baço Cavidades do coração, pulmão e tubo digestivo - Celoma

31 Desenvolvimento embrionário Morfogênese Zigoto Mórula Blástula Gástrula Nêurula

32 Controle do desenvolvimento embrionário Inicialmente as células que compõem o embrião são indiferenciadas e pluripotentes. Pluripotentes capacidade de se diferenciar morfo e funcionalmente em qualquer tipo de célula células tronco embrionárias Esta capacidade de diferenciação torna-se aos poucos restrita tecidos vão se especializando.

33 Controle do desenvolvimento embrionário O desenvolvimento do embrião é coordenado pela interação entre: Genética (informações no DNA) + fatores ambientais Mecanismos de controle guiam a diferenciação e asseguram o desenvolvimento sincronizado do embrião, como: Interações teciduais induções Migração regulada das células Proliferação controlada das células Apoptose (morte programada de células) Cada sistema do corpo tem seu próprio padrão de desenvolvimento.

34 Indução embrionária A maior parte da diversificação celular determinadas em respostas aos sinais do ambiente circulante. Sinal são moléculas químicas geralmente proteínas Sinais mais comuns emitidos por tecidos adjacentes Sinais estimulam o funcionamento de genes produz proteínas estimulam o tecido alvo a diferenciação celular Na interação entre tecidos um tecido orienta, por meio de sinais, a diferenciação e evolução de tecidos vizinhos processo de indução embrionária. Um grupo primário de células determina (induz) a multiplicação e a diferenciação de um segundo grupo celular, que por sua vez age em um terceiro, e assim sucessivamente. Desenvolvimento embrionário série sucessiva de induções de ordem crescente

35 Indução embrionária Ex: Formação do olho Ectoderma, mesoderma e endoderma Notocorda (mesodérmico) induz formação tubo neural (ectodérmico) Expansão do tubo neural cresce tomando forma de um cálice cálice óptico futuro globo ocular Cálice induz ectoderma a formar o cristalino. Cristalino induz a diferenciação do ectoderma em córnea. A vesícula óptica retirada córnea não se forma.

36 Desenvolvimento embrionário Irregularidade nos fenômenos de diferenciação no desenvolvimento embrionário aparecimento de malformações. Uma ação perturbadora sobre a proliferação, a migração ou a diferenciação celular pode induzir uma cascata de efeitos culminam nas anomalias. Organogênese mais vulnerável aos efeitos teratogênicos (agentes que comprovadamente agridem as células durante a fase embrionária). Os tecidos já diferenciados também podem ser afetados pelos agentes teratogênicos, apesar de o risco de malformações ser reduzido depois que a morfogênese está completa.