Embriologia - 3ª Semana de Desenvolvimento

Passos e Processos

A gastrulação começa quando uma região linear de células da superfície do epiblasto ficam mais espessas na porção caudal do embrião. Esta linha primitiva (de Spermann) se desenvolve a partir da replicação de células epiblásticas, que migram para a linha média do disco bilaminar sob a influência do nodal. Nodal é um fator de transformação do crescimento β (TGF β), proteína que não só inicia, como também mantém a linha primitiva. A linha é composta de células-tronco totipotentes do epiblasto que crescem em sentido craniocaudal. À medida que células são adicionadas à extremidade caudal da linha primitiva, a extremidade cranial começa a se expandir e forma o nó primitivo (de Hensen).

O nó primitivo e a linha primitiva são mantidos pelo fator nuclear de hepatócito 3β (HNF-3 β, um produto do gene FOXA2). A presença desta proteína também é crucial para a formação das estruturas do prosencéfalo e mesencéfalo. Simultaneamente, uma fina depressão se desenvolve dentro da linha primitiva (sulco primitivo), que é contínua com uma área afundada no nó primitivo (fosseta primitiva). Estas estruturas permitem a identificação do pólo cranial (próximo ao nó primitivo) e caudal (na direção da cauda da linha primitiva) do embrião. Elas também facilitam a identificação dos lados direito e esquerdo, bem como das faces ventral e dorsal do embrião.

Aprender embriologia pode ser uma tarefa árdua. Combata a procastinação e aprenda rapidamente com as nossas dicas sobre a verdadeira razão pela qual os estudantes procrastinam e como a combater.

Folhetos Embrionários

Formação

As células da linha primitiva sintetizam e secretam fator de crescimento de fibroblastos 8 (FGF8). O FGF8 reduz a expressão da E-caderina, que tem como função promover adesão celular. Como resultado, as células do epiblasto, que perderam suas moléculas de adesão, sofrem invaginação. Isso não só dá origem às depressões previamente descritas (sulco e fosseta primitivos), como também resulta na migração das células epiblásticas entre o epiblasto e o hipoblasto. Estas células perdem sua aparência colunar alta e ficam fracamente aderidas às fibras reticulares de colágeno, assumindo formato fusiforme, formando o que é conhecido como mesênquima. O mesênquima é formado por células pluripotentes que vão fornecer suporte estrutural para o embrião. Estas células também têm a habilidade de se diferenciar em osteoblastos, condroblastos e fibroblastos, além de participar da vasculogênese e angiogênese. 

O FGF8 estimula a expressão de uma outra proteína, chamada Bachyury T, que regula a transformação de outras células mesenquimais no mesoderma, camada central do embrião. À medida em que outras células epiblásticas e células da linha primitiva migram profundamente, elas acabam deslocando as células do hipoblasto para formar o endoderma embrionário. As células que permanecem no epiblasto são então denominadas ectoderma. Portanto, todas as três camadas da gástrula são derivadas do epiblasto. O mesoderma vai eventualmente separar o ectoderma do endoderma, exceto nos locais onde as duas camadas estão fundidas (isto é, caudalmente à membrana cloacal e cranialmente à placa precordal). A membrana cloacal é uma estrutura circular que marca a localização futura do ânus. Por outro lado, a placa precordal dá origem à membrana orofaríngea (também uma região bilaminar), que vai formar as futuras boca e faringe.

Função

As três camadas germinativas são responsáveis pela formação de todos os tecidos do corpo. O destino de cada camada é discutido abaixo:

• O ectoderma embrionário, que está localizado na face dorsal do embrião, é subdividido em ectoderma neural e ectoderma superficial. O ectoderma neural dará origem aos órgãos sensoriais (olhos, ouvido interno). Ele também se subdivide em tubo neural (que vai formar o cérebro e a medula espinhal) e crista neural (que se diferencia em mesênquima cefálico e sistema nervoso periférico). O ectoderma superficial dá origem à epiderme. 
• O mesoderma embrionário é um pouco mais diverso e se divide em mesoderma paraxial, intermediário e lateral. O mesoderma lateral dará origem aos tecidos cardíaco, hematológico, vascular e muscular liso. Ele também formará o baço e os tecidos linfático e adiposo. O mesoderma intermediário é responsável pela formação do trato urinário inferior, rins e sistema reprodutor. O mesoderma paraxial origina primeiramente os somitos. Os somitos então se diferenciam em componentes rígidos e estruturais do corpo (isto é, ossos, ligamentos, tendões, cartilagens e músculos esqueléticos). Eles também dão origem à derme. 
• O endoderma embrionário dá origem ao epitélio aero-digestivo, bem como às células glandulares do trato gastrointestinal e de seus órgãos associados. Os pulmões, timo, tireoide e glândulas prostáticas também são derivados do endoderma. 

Como acabamos de ver o endoderma dá origem a vários componentes do trato gastrointestinal. Conheça mais sobre este sistema com os recursos a seguir:

As células da linha primitiva continuam a migrar e a se diferenciar em mesoderma até o início da 4ª semana de gestação. À medida que a produção de mesoderma diminui, a linha primitiva também começa a regredir, transformando-se em uma pequena estrutura na parte sacrococcígea do embrião. Eventualmente, ela desaparece completamente no final da 4ª semana.

Passos e Processos

Como o nó primitivo e a linha primitivas estão formados, células mesodérmicas invaginadas migram cranialmente através de suas estruturas. Elas se transformam em células pré-notocordais que viajam cranialmente em direção à placa precordal, na linha média. A fosseta primitiva então se projeta no processo notocordal, dando origem ao canal notocordal. O processo notocordal agora é uma estrutura tubular que ocupa o espaço entre o nó primitivo e a placa precordal. As células pré-notocordais do processo notocordal se interdigitam com as células da camada hipoblástica, antes de invadirem o endoderma. A camada resultante desta fusão torna-se perfurada, permitindo a comunicação entre o canal notocordal e a vesícula umbilical. À medida que estas perfurações se coalescem, o assoalho do canal notocordal desaparece. O processo notocordal remanescente achata-se para formar a placa notocordal.   

A proliferação das células notocordais na extremidade cranial da placa notocordal resulta na dobra da estrutura tubular. Subsequentemente, surge um cordão sólido de células, que é a notocorda. Na área em que a fosseta primitiva invagina-se no epiblasto, o canal notocordal persiste, dando origem ao canal neuroentérico que comunica, temporariamente, a cavidade amniótica acima e a vesícula umbilical abaixo. Esta comunicação se oblitera quando a notocorda se descola do endoderma.

A notocorda se projeta do nó primitivo até a membrana orofaríngea. Como a linha primitiva se estende caudalmente, a notocorda também a segue. Sendo assim, um padrão crânio-caudal de crescimento da notocorda é observado. Note também que neste estágio do desenvolvimento, o mesoderma precordal se origina das células da crista neural, rostralmente à notocorda. Portanto, as membranas cloacal e orofaríngea são as únicas regiões do embrião que permanecem bilaminares. A migração notocordal também está associada com a movimentação do mesoderma pluripotente que também desloca-se cranial e bilateralmente, respeitando o processo notocordal e a placa precordal. Uma vez que eles estabeleceram a posição cranial na área cardiogênica do embrião, o coração primitivo é formado a partir do mesoderma cardiogênico no final da 3ª semana.

Funções da Notocorda

As funções da notocorda no desenvolvimento do embrião são:

• Ela define o eixo longitudinal primitivo do embrião
• Ela fornece uma certa rigidez ao frágil ser humano em desenvolvimento
• Ela contribui para a formação dos discos intervertebrais. Fragmentos da notocorda persistem no adulto como núcleo pulposo do disco intervertebral.
• Ela tem um importante papel na formação do sistema musculoesquelético axial.
• Ela é essencial no desenvolvimento do sistema nervoso central.

Passos e Processos

A notocorda não só influencia o epiblasto a migrar e formar as duas camadas profundas, como também estimula regiões do ectoderma a formarem a placa neural. Esta área espessa e alongada de células epiteliais é uma estrutura da linha média e está superficialmente relacionada à notocorda, possuindo o mesmo comprimento dela. O crescimento da notocorda corresponde ao aumento em largura da placa neural. A placa também cresce cranialmente e encontra a membrana orofaríngea até que, eventualmente, ultrapassa a notocorda. Existe uma invaginação proeminente ao longo do grande eixo axial da placa neural denominado sulco neural. 

Há dobras neurais elevadas em cada lado do sulco, que são mais pronunciadas no pólo cranial, indicando o início do desenvolvimento cerebral. Migração interna e subsequente fusão das dobras neurais ocorrem no final da terceira semana. A placa neural se transforma então no tubo neural, que constitui a medula espinhal primitiva e as vesículas cerebrais. Algumas células da crista neural que não estavam incorporadas ao tubo neural se transformam de epitélio para mesênquima e então, se afastam das dobras neurais em processo de fusão. O tubo neural subjacente separa-se do ectoderma e das células não-neurais das bordas do fuso ectodérmico para fechar o dorso do embrião, formando a epiderme.

Durante o fechamento do tubo neural, há dissociação de algumas células neuroectodérmicas na borda interna das dobras, logo abaixo do tubo neural. Elas se agregam como células planas e irregulares, conhecidas como crista neural, que se localiza entre o tubo neural e a superfície ectodérmica. A crista neural se separa completamente da superfície ectodérmica e do tubo neural durante seu processo de migração e se divide em duas metades - direita e esquerda - que migram lateralmente para a região dorsal do embrião (relativo ao tubo neural).

Viu como ocorre a formação do sistema nervoso? Veja mais recursos sobre este sistema a seguir:

Funções

Elas então se desenvolvem em gânglios sensoriais de nervos cranianos (NC V, VII, IX e X) e nervos espinhais (raiz dorsal). Outras estruturas derivadas da crista neural incluem, mas não se limitam a:

• Neurilema dos nervos periféricos
• Leptomeninges (aracnoide e pia-máter)
• Células pigmentares
• Medula das glândulas suprarrenais 

Fato importante, o tubo neural contribui muito na lateralização. O assoalho do tubo neural expressa a proteína LEFTY no lado esquerdo do embrião. Estudos sugerem que que esta proteína restringe o cruzamento de sinais do lado esquerdo para o direito.

Sangue e Formação dos Vasos Sanguíneos

O fator de crescimento de fibroblastos 2 (FGF2) é o principal promotor da vasculogênese. Ao ligar-se aos seus receptores no mesoderma, o FGF2 induz a diferenciação celular para hemangioblastos. Com a ação do fator de crescimento endotelial (VEGF) agindo em receptores VEGF-R2, os hemangioblastos eventualmente se diferenciam em células endoteliais. O VEGF então age nos receptores VEGF-R1 para estimular a característica organização tubular das células endoteliais dos vasos sanguíneos.

Os hemangioblastos que não contribuíram para a vasculogênese vão ter duas opções:

• As células periféricas podem originar angioblastos, que participarão da angiogênese 
• Células centrais podem se transformar em células tronco hematopoiéticas que vão se diferenciar em células sanguíneas. 

A vasculogênese começa no mesoderma extra-embrionário do pedículo de ligação, vesícula umbilical e cório. Ela é seguida rapidamente pela vasculogênese embrionária.

Aprenda mais sobre o sistema cardiovascular com os testes a seguir:

Formação do Coração Primitivo 

À medida que o sangue e os vasos sanguíneos começam a se formar, há um estabelecimento concomitante da área cardiogênica. Um par de tubos longitudinais com endotélio chamados de tubos endocárdicos são formados durante esse tempo. Eles eventualmente se fundem para formar o tubo cardíaco primordial. Ela se funde com vasos sanguíneos embrionários e extra-embrionários para estabelecer o sistema cardiovascular primordial. Na maioria dos casos, os batimentos cardíacos começam no final da terceira semana, tornando o coração o primeiro órgão funcional do embrião. No entanto, este batimento cardíaco não é prontamente apreciado até a 5ª semana de gestação.