PRINCÍPIOS DE EMBRIOLOGIA ANIMAL COMPARADA

Princípios de Embriologia

Fecundação

·         Espermatozóide + óvulo à célula-ovo ou zigoto à embrião.

·         Célula-ovo é uma célula 2n (diplóide) proveniente da união de duas células n.

·         Ocorre quando da penetração do gameta masculino (pró – núcleo) no gameta feminino (pró – núcleo).

·         O homem produz grande quantidade de espermatozóides (aproximadamente, de 300 a 900.000.000 por ejaculação). A mulher produz um único óvulo a cada 28 dias, aproximadamente.

·         Assim que o espermatozóide atravessa a membrana pelúscida do óvulo, forma-se uma membrana de fecundação impedindo a entrada de outro espermatozóide.

Multiplicação celular

   

·         Ocorre logo após a fertilização.

·         A célula-ovo sofre sucessivas e maciças divisões celulares, quando se inicia a formação dos tecidos orgânicos.

·         Com o decorrer da idade, a atividade celular divisória diminui (atividade metabólica) mas nunca cessa, exceto as células nervosas e musculares, que nunca se dividem (células permanentes).

·         As células musculares lisas continuam seu processo de divisão sem interrupções prolongadas. As células musculares estriadas cardíacas são o “grande problema” enfrentado em transplantes de coração e as células nervosas estão suscitando maiores pesquisas pelo fato de serem encontradas novas informações a respeito de sua provável regeneração, tendo como base para todo este processo as células gliais ou oligodendrócitos.

Diferenciação celular

        Como podemos ter tecidos tão diversos e com funções tão específicas se variamos de apenas uma única célula, que é derivada de todo o processo da embriogênese?

Morfogênese

        Com o processo de diferenciação celular, as células vão especializando-se e organizando tecidos e órgãos similares com suas funções.

Investigação biológica

Espermatozóides são guiados pelo calor

Não são só mísseis antiaéreos que se guiam pelo calor para atingirem o alvo. Uma pesquisa feita por cientistas do Instituto Weizmann, de Rehovot, em Israel, mostrou que os espermatozóides também são capazes de detectar temperatura, e essa habilidade parece ser fundamental para o processo de fecundação. Em seu percurso dentro do aparelho reprodutor feminino, os espermatozóides ultrapassam o útero e se fixam na parede da trompa de Falópio. Após a adesão, eles passam por um processo de amadurecimento que os prepara para a etapa final de fertilização. Se a ovulação tiver acontecido nas 24 horas anteriores, as células sexuais masculinas deixarão a parede para iniciar uma longa e complicada viagem através da trompa. Mas como se orientarão durante a jornada?

Essa é a questão que Michael Eizenbach, do Departamento de Biologia Química do Weizmann, procurou responder. Ele havia descoberto anteriormente que o óvulo lança certas substâncias que atraem os espermatozóides. Mas o alcance desse sinal químico mostrou ser reduzido, incapaz de alcançar toda a extensão da trompa. Eizenbach, porém, reparou que o ponto onde eles “param para descansar” era 2ºC mais frio que o local em que ocorre a fertilização.

Para testar a hipótese, foi construída uma instalação que reproduz os pontos de fertilização e de armazenamento, ligados por um tubo. Nela, foram colocadas células reprodutivas de coelho. Os testes mostraram que os espermatozóides se deslocavam do ponto de armazenamento (que estava à temperatura de 37ºC) para o de fertilização (que estava a 39ºC). Mesmo reduzindo a diferença de temperatura em apenas um grau Celsius, as células continuavam se orientando corretamente. E o mais importante é que apenas os espermatozóides maduros parecem ter essa faculdade.

A capacidade de se orientar pelo calor tem o nome técnico de termotáxis e já havia sido encontrada em microorganismos como bactérias e também em vermes. Assim como o espermatozóide, esses seres também podem se guiar por sinais químicos. Na verdade, o próprio mecanismo de detecção química dos microorganismos parece ser o responsável por captar a variação de calor. Os pesquisadores apostam que o mesmo ocorra nos gametas humanos.

A descoberta de que os espermatozóides possuem a termotáxis pode beneficiar bastante as técnicas de reprodução assistida. “Uma vez que apenas os espermatozóides que possuem a termotáxis podem fertilizar o óvulo, é teoricamente possível criar um procedimento que permita identificá-los e, dessa forma, enriquecer as amostras de esperma usadas no processo de fertilização in vitro”, diz Eizenbach. Também será possível sofisticar as técnicas para avaliar a fertilidade masculina.

(Pablo Nogueira)

Estágios iniciais do desenvolvimento embrionário

Clivagens

Também denominadas de segmentação, ocorrem após a fertilização. Neste período, o zigoto não aumenta de tamanho (praticamente), mas o citoplasma da célula vai sendo dividido.

Existem dois tipos de clivagens: as holoblásticas, em que o citoplasma é dividido igualmente, e as meroblásticas, em que a divisão não é total.

O tipo de clivagem está muito relacionado com a quantidade de vitelo. Geralmente, ovos com baixa quantidade de vitelo possuem divisão holoblástica, enquanto que os ovos ricos em vitelo possuem divisão meroblástica.

A localização do vitelo também influencia no tipo de clivagem.

            Os ovos do tipo centrolécito são uma grande variável genética, depondo a favor das mudanças genéticas sofridas por todas as espécies ao longo de todo o processo da mutação. Como é característico de apenas um grupo em toda a biodiversidade deste planeta, este tipo de ovo se apresenta desta forma pelo fato de poder proteger a prole de eventuais períodos de estiagem. Compreenda que, estando o citoplasma envolvido pelo vitelo (que é mui­to mais denso que a própria água), que reveste internamente a membrana plasmática, e o núcleo, que reveste externamente a carioteca, ambos estarão protegidos da desidratação. O citoplasma, onde ocorrem todos os processos vitais para a embriogênese, e o núcleo, mantenedor de toda a informação genética. Portanto, efetivamente, os insetos foram os primeiros animais a ocupar o ambiente terrestre.

Comparação entre embriões de vertebrados.

Observação:

O caso dos mamíferos é mais específico. Seu tipo de óvulo é oligolécito, sendo que eles perdem o vitelo logo no início do desenvolvimento. Por isto são denominados de alécitos.

Quando o vitelo se encontra em um pólo distinto do núcleo e ocorre a divisão, as clivagens formarão células maiores e mais ricas em vitelo, denominadas macrômeros, e células menores denominadas micrômeros. Com isto, o tipo de clivagem mencionado é holoblástica desigual.

No início, ocorre a formação de dois blastômeros (células nos primeiros estágios embrionários). Logo a seguir, iniciam-se sucessivas divisões – apenas da célula, sem aumento do citoplasma – que denominamos de segunda clivagem, terceira e assim por diante, até o surgimento de um maciço celular denominado mórula.

1a, 2a e 3a clivagens do zigoto.

Desenvolvimento embrionário

Mórula

Inicia-se com um acentuado número de blastômeros, os quais, associados no decorrer das clivagens, ajuntam-se para formar um maciço celular com aparência de amora (geralmente ocorre no período em que existe um número entre 32 e 64 blastômeros, aproximadamente).

Blástula

Após a formação do maciço celular, a mórula, seus blastômeros começam a se organizar para a periferia, delimitando uma cavidade central. A esta cavidade denominamos blastocele (cavidade de segmentação). À camada de células periféricas denominamos blastoderme.

A formação de uma cavidade no interior deste maciço celular ocorre devido à absorção de líquidos extracelulares. Conseqüentemente, a ingestão deste forçará as células embrionárias (blastômeros) a se organizarem na periferia. Nos mamíferos, a blástula é denominada blastocisto.

Gástrula

A gastrulação ocorre por embolia (invagi­nação de um pólo da blástula).

Trata-se de um processo no qual as células da blastoderme movimentam-se ativamente, desaparecendo a blastocele e formando o arquêntero ou intestino primitivo (gastrocele).

Inicialmente, os animais possuem dois folhetos embrionários ou germinativos: ectoderma e endoderma.

A gastrulação começa a ter a forma de um “balão”. A abertura deste “balão” recebe a denominação de blastóporo.

O endoderma começa a se diferenciar formando duas bolsas (evaginações laterais), que quando se separam do endoderma formam o mesoderma. Estas continuarão a se expandir até se desligarem do ectoderma e endoderma.

O folheto mesodérmico ligado ao ectoderma recebe o nome de folheto somático. O folheto mesodérmico ligado ao endoderma recebe o nome de folheto esplâncnico.

Neurulação

A transformação da gástrula em nêurula ocorre com a formação do tubo neural, notocorda e mesoderme.

O espaço que poderá se formar entre a somatopleura e a esplancnopleura denominamos de celoma (cavidade do corpo).

No dorso da gástrula, o ectoderma começa a formar um sulco, canaleta, chamado sulco neural. Posteriormente, com o fechamento de suas bordas, irá delimitar um canal denominado de tubo neural. Este tubo irá originar todo o sistema nervoso central do organismo.

A notocorda e a mesoderme são formadas a partir da mesentoderme, que se segmenta em três porções: a do centro – notocorda; e as duas laterais – mesoderme. A mesoderme cresce no sentido ventral entre ectoderme e endoderme, até se encontrarem para a fusão.

Na parte superior do endoderma haverá a formação de um cordão fibroso paralelo ao dorso do embrião. É um primeiro esboço do sistema esqueleto-axial do indivíduo. Denominamos de notocorda.

Nos vertebrados, a notocorda vai sendo substituída, célula a célula, por tecido ósseo, formando assim a coluna vertebral. Neste processo também ocorre, gradualmente, o englobamento do tubo neural, formando portanto a medula raquiana ou espinhal envolta pela coluna vertebral.

 

Embrião de 22 dias

Organogênese

Após a formação do mesoderma, temos os três folhetos embrionários que irão se diferenciar e formar todos os órgãos e estruturas do organismo.

Folheto Embrionário	Localização	Função
Ectoderma	Célula da glia, neurônios, cones e bastonetes, medula adrenal, glandular e epiderme.	Recobre o embrião externamente, originará a epiderme, sistema nervoso e órgãos dos sentidos.
Mesoderma	Células do córtex adrenal, ósseas e cartilaginosas, endotelial, sangüínea, muscular lisa e estriada, do túbulo renal.	Camada entre o ectoderma e endoderma, originará a derme, ossos, cartilagens, músculos, sistema excretor, circulatório e reprodutor.
Endoderma	Célula epitelial da faringe, traquéia, células do pâncreas, fígado, bexiga urinária, paratireóide e tireóide.	Camada celular que irá revestir o arquêntero, formará o tubo digestivo, o fígado, o pâncreas e os pulmões.