Embriologia Animal Dobramentos do embrião Universidade de Brasília (UnB) Universidade Aberta do Brasil (UAB) Aula 11: Dobramentos do embrião Síntese: Dobramentos longitudinal e transversal: transformação do embrião da forma plana para cilíndrica 1 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Sumário Informações gerais da aula 1- Objetivos: geral e específicos 2- Conteúdo da aula: Dobramentos do embrião 2.1- Introdução 2.2- A estrutura plana do embrião. 2.3- Dobramento longitudinal. 2.4- Dobramento transversal. 3- Metodologia 4- Atividades de aprendizagem 5- Avaliação da aprendizagem 6- Bibliografia 1- Objetivos 1.1- Objetivo geral A definir e compreender os processos envolvidos nos dobramentos do embrião. 2 Embriologia Animal Dobramentos do embrião 1.2- Objetivos específicos 1.2.1- Identificar as estruturas presentes no embrião plano. 1.2.2- Definir e caracterizar os dobramentos do embrião. 1.2.3- Caracterizar o dobramento longitudinal e suas consequências. 1.2.4- Caracterizar o dobramento transversal e suas consequências. 1.2.5- Identificar as estruturas presentes no embrião cilíndrico. 2. Conteúdo da aula: Dobramentos do embrião 2.1- Introdução A ocorrência significativa no estabelecimento da forma geral do corpo é o dobramento do embrião partindo da forma de disco embrionário achatado trilaminar, para constituir um embrião de certa maneira cilíndrico. Esse dobramento tanto no plano longitudinal como no plano transversal, é consequência do rápido crescimento do embrião, sobretudo do seu tubo neural. O dobramento do embrião ocorre após a formação do disco embrionário tridérmico. E consiste no achatamento deste disco em um embrião aproximadamente cilíndrico. O rápido desenvolvimento do embrião e mais especificamente do tubo neural, é o que leva aos dobramentos do embrião nos planos longitudinal e transversal. A proporção do desenvolvimento lateral do disco embrionário não acompanha a proporção do crescimento ao longo do eixo longitudinal à medida que o embrião aumenta rapidamente em comprimento. Nesta fase ocorre o início da organogênese interna e a formação das estruturas externas. É o período mais crítico e muito sensível às substâncias teratogênicas, devido às intensas transformações moleculares, enzimáticas e celulares que ocorrem. 3 Embriologia Animal Dobramentos do embrião É o período em que o embrião se modifica totalmente adquirindo sua forma geral passando pela transformação de estrutura plana para cilíndrica, com isso suas estruturas e/ou esboços dos órgãos já presentes no disco germinativo plano passam a ocupar os locais anatomicamente definitivos do organismo adulto. É o momento também em que ocorre a formação do intestino primitivo, do tubo cardíaco ímpar e mediano e do fechamento do celoma intraembrionário originando as cavidades internas. A compreensão destes eventos é de fundamental importância para apontar e reconhecer eventuais problemas de malformações e de certa forma poder intervir de maneira eficiente quando possível, promovendo desta forma, uma gestação sem comprometimentos ou riscos. 2.2- A estrutura plana do embrião No embrião plano ocorre grande crescimento principalmente do sistema nervoso central em formação, porém com pouco crescimento do disco germinativo o que provoca a formação de curvaturas nas regiões cefálica e caudal na direção central sobre a vesícula vitelina. Ao mesmo tempo toda a região lateral ao longo do comprimento do embrião também sofre o mesmo processo de transformação. A Figura 1 ilustra o celoma intraembrionário já formado nesta fase plana se comunica com o celoma extraembrionário, através de uma abertura na região troncocaudal. Na região cefálica forma-se uma curvatura em “U” invertido que são os primórdios pleurais da futura cavidade pericárdica. O mesoblasto esplâncnico é a área cardiogênica e o mesoblasto lateral não delaminado separa o celoma intraembrionário do extraembrionário e corresponde ao septo transverso que entrará na composição do diafragma. Os dois braços do “U” correspondem aos primórdios das futuras cavidades pleurais. Como o celoma intraembrionário é uma cavidade contínua, todos os primórdios das cavidades internas se comunicam, observar na Figura 2. 4 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Figura 1: Esquema do embrião plano com comunicação entre os celomas intra e extraembrionário. Em corte longitudinal, a membrana bucofaríngea é anterior ao Sistema Nervoso Central cefálico. A cavidade pericárdica é anterior a esta membrana e o septo transverso, anterior a ela. Na região caudal, a membrana cloacal é posterior ao Sistema Nervoso Central caudal. No adulto todas estas estruturas são ventrais ao Sistema Nervoso Central e em sequência invertida, na seguinte ordem: sistema nervoso central > boca > coração > diafragma > ânus > sistema nervoso central. 5 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Figura 2: Vista dorsal da esturtura plana do embrião mostrando o septo transveso, o primordio Das cavidades pleurais (pericáridio), a membrana buco faríngea e o tubo neural, em azul. 6 Embriologia Animal Dobramentos do embrião 2.3- Dobramento longitudinal. O encurtamento das extremidades do embrião produz as pregas cefálica e caudal que resultam na movimentação ou “rotação” ventral das regiões cranial e caudal, no dobramento longitudinal, pouco antes o endoderma intraembrionário, posterior à membrana cloacal, forma um divertículo que nos mamíferos cresce dentro do pedículo de fixação, formando o alantoide. O Sistema nervoso central se alonga passando por cima da membrana buco faríngea, indicada por MF na Figura 3, cavidade pericárdica e septo transverso. Na região caudal ocorre também esta modificação passando acima da membrana cloacal, indicada por MC na Figura 3. Para continuar crescendo o Sistema nervoso central flexiona ventralmente, envolvendo na vesícula vitelina e com isso há o deslocamento de todas as estruturas anteriormente e posteriormente a ele na posição mediana e ventral mudando a disposição das estruturas conforme mostrado a seguir antes e depois do dobramento. Antes do dobramento, observar o primeiro desenho da Figura 3: septo transverso > cavidade pericárdica > membrana bucofaríngea > membrana cloacal Depois do dobramento observar o último desenho da Figura 3: membrana bucofaríngea > cavidade pericárdica > septo transverso > membrana cloacal Há também deslocamento do alantoide para a posição ventral, indo para a posição mediana que irá atuar na formação do folículo umbilical ou cordão umbilical. 7 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Figura 3: Dobramento longitudinal com o desenvolvimento do tubo neural sobre as demais estruturas. (DAVID e HAEGEL, 1991) 8 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Com as flexuras cefálica e caudal, parte do endoderma intraembrionário é incorporado no embrião formando o intestino primitivo anterior, fechado cefalicamente pela membrana bucofaríngea e o intestino primitivo posterior fechado em sua porção terminal pela membrana cloacal. A Figura 4 mostra a formação da flexura cefálica (prega cefálica) disposição do septo transverso, cavidade pericárdica, e membrana bucofaríngea (aqui indicada orofaríngea) e o crescimento dorsal e anterior do encéfalo em formação forçando juntamente com o líquido amniótico o deslocamento das estruturas para a posição ventral (ver as setas). Figura 4: Secções longitudinais da região craniana de embriões humanos com cerca de 22 dias em B mostrando a flexura cefálica na posição do coração. Em C, com 26 dias, observa-se o posicionamento definitivo do septo transverso, coração e membrana bucofaríngea e a formação do intestino anterior Incorporando parte da vesícula vitelina. (MOOQRE, 2010) 9 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Estas pregas neurais começam a se desenvolver no final da terceira semana, para forma o encéfalo e se projetam dorsalmente para a cavidade amniótica. Mais tarde o prosencéfalo desenvolve-se cranialmente para além da membrana bucofaríngea e se projeta sobre o coração primitivo. Ao mesmo tempo o septo transverso (mesoderma cranial ao celoma pericárdico), o coração primitivo, o celoma pericárdico e a membrana bucofaríngea deslocam-se inferiormente para a superfície ventral. Na região cefálica, o intestino primitivo anterior se localiza entre o sistema nervoso central e a cavidade pericárdica. Com os dobramentos a vesícula amniótica e o âmnio seguem o movimento da flexura e inicia o envolvimento do embrião que se totalizará dentro desta vesícula. Durante o dobramento, parte da vesícula vitelina é incorporada ao interior do embrião como o intestino anterior; ele situa-se entre o encéfalo e o coração termina em fundo cego na membrana bucofaríngea como mostra na Figura 3. Como resultados deste dobramento longitudinal a membrana cloacal, a cavidade pericárdica, o septo transverso e a membrana cloacal passam para a posição mediana ventral na sequência anteroposterior. Formam-se os intestinos anterior e posterior fechados sem comunicação com a vesícula amniótica e o alantoide é levado para a posição ventral do embrião. Depois do dobramento da extremidade craniana, ocorre o encurvamento da extremidade caudal do embrião. A flexura caudal resulta principalmente do desenvolvimento dorsal e caudal do tubo neural. À medida que o embrião se desenvolve, a região caudal se projeta sobre a membrana cloacal; finalmente, esta membrana situa-se ventralmente, como pode ser visto nas Figura 3 e 5. Parte da vesícula vitelina é incorporada ao interior do embrião como o intestino posterior, á medida que o embrião se desenvolve. A parte terminal do intestino posterior mais tarde dilata-se levemente para formar a cloaca; ela é separada da cavidade amniótica pela 10 Embriologia Animal Dobramentos do embrião membrana cloacal. Antes do dobramento a linha primitiva situa-se cranialmente a esta membrana. O pedículo de fixação liga-se a superfície ventral do embrião, e o alantoide é parcialmente incorporado ao interior do embrião. Figura 5: Secções longitudinais da região caudal de embriões humanos com 24 a 25 dias, mostrado em B, no desenho ao lado com 26 dias, notar a flexura cloacal e a posição da membrana cloacal. (MOORE, 2010) Da mesma maneira que na região anterior aqui também o intestino incorpora parte da vesícula vitelina para formar o intestino primitivo posterior. 2.4- Dobramento transversal. No dobramento transversal do embrião formam-se dois sulcos laterais direito e esquerdo a partir do ectoderma que fundem-se na região ventral. As estruturas (mesoblasto somatoplêurico, celoma intraembrionário, mesoblasto esplâncnico e endoblasto) localizadas abaixo 11 Embriologia Animal Dobramentos do embrião do ectoderma também seguem os seus movimentos. O embrião passa de plano a cilíndrico ocorrendo modificações e/ou aparecem novas estruturas. O intestino primitivo é formado a partir da incorporação do endoblasto do teto da vesícula vitelina, porém o seu fechamento não se completa na região abdominal, sendo mantida uma pequena comunicação entre o intestino médio e a vesícula vitelina. Neste período ocorre a incorporação dos celomas intraembrionário esquerdo e direito, porém mantendo comunicação com a porção extraembrionária. Os dois celomas são revestidos pelos mesodermas somatoplêurico e esplâncnico esquerdo e direito que se juntam na região mediana formando os ligamentos do mesentério dorsal e ventral. O mesentério ventral se degenera fazendo com que as porções esquerda e direita se comuniquem enquanto que o dorsal permanece em répteis e em mamíferos. Sua função é sustentar o tubo digestivo e através dele passam inervações e vasos sanguíneos para o sistema digestório. Em anfíbios e aves apresentam perfurações ou desaparece totalmente. Na região cefálica os dois celomas intraembrionário que já eram fechados e portanto sem comunicação com o extraembrionário são incorporados ao embrião permanecendo separados uma à esquerda e outro à direita. A fusão entre eles é bloqueada devido à presença da cavidade pericárdica e o septo transverso posicionados na região mediana. Durante o fechamento transversal o âmnio segue os movimentos e passa a envolver todo o embrião dentro da cavidade amniótica. No dobramento transversal cada parece lateral do corpo, ou somatopleura, dobra-se em direção á linha mediana, deslocando as bordas do disco embrionário ventralmente e formando um embrião aproximadamente cilíndrico. À medida que as paredes lateral e ventral do corpo se formam, parte do saco vitelino é incorporada ao embrião constituindo o intestino médio. Concomitantemente, a comunicação do intestino médio com o saco vitelino é reduzida a um estreito pedículo vitelino. Depois do dobramento, a região de aderência do âmnio com o embrião é reduzida a uma região relativamente estreita na superfície ventral, o funículo umbilical ou cordão umbilical. 12 Embriologia Animal Dobramentos do embrião À medida que o intestino médio se separa da vesícula vitelina, ele permanece aderido à parede abdominal por um espesso mesentério dorsal. Conforme se forma o cordão umbilical, a fusão ventral das pregas laterais reduz a região de comunicação que persiste até cerca da décima semana. Conforme a cavidade amniótica se expande e oblitera o celoma extraembrionário, o âmnio forma o revestimento epitelial para o cordão umbilical. Na Figura 6, os desenhos de embriões humanos de quatro semanas ilustram dobramento nos planos longitudinal e transversal. A1 e A2, vista dorsal de um embrião com cerca 22 dias de desenvolvimento. A continuidade do celoma intraembrionário, celoma extraembrionário e está ilustrada no lado direito da remoção de uma porção do ectoderma e do mesoderma embrionário. B1, B2, C1 e C2, vistas laterais de embriões entre 26 e 28 dias de desenvolvimento, respectivamente. B2 e C2, representam cortes longitudinais do plano mostrado na, secções transversal aos níveis indicados e B1 e C1 . Nos primórdios do período embrionário, as curvaturas longitudinal e transversal convertem o disco embrionário tridérmico em um embrião cilíndrico em forma de “C”. A formação das flexuras ou pregas cefálicas, caudal e lateral é uma consequência contínua de eventos e resulta em uma constrição entre o embrião e a vesícula vitelina. A porção dorsal desta vesícula é incorporada ao embrião durante o dobramento e origina o intestino primitivo conforme afirmado anteriormente. O dobramento transversal resulta na formação das paredes lateral e ventral do corpo. O intestino primitivo torna-se destacado do saco vitelino, mas permanece ligado a ele por um pedículo vitelínico. À medida que o âmnio se expande, ele forma revestimento epitelial para o cordão umbilical. A flexura cefálica resulta num posicionamento ventral do coração e o encéfalo torna-se a parte mais cefálica do embrião. A prega caudal forma o pedículo de fixação e o alantoide desloca-se para a superfície ventral do embrião. 13 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Figura 6: Sequência de eventos no dobramento transversal do embrião. (MOORE, 2010) 14 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Como resultados do dobramento transversal o embrião toma a forma cilíndrica com a formação do intestino primitivo médio com o canal vitelino, incorporação e fechamento do celoma intraembrionário delimitando as cavidades internas; formação dos mesentérios dorsal e ventral e formação do tubo cardíaco unitubular ventral e mediano. 3- Metodologia Leitura atenta dos conteúdos da aula e redação das respostas. Nem sempre somente essa leitura será suficiente, portanto, para melhor compreensão do assunto complemente a leitura com a bibliografia indicada e com os conteúdos adquiridos em outras disciplinas já estudadas. O recurso fundamental para o seu estudo e para as respostas da atividade é este guia de aula, nele encontrarão a maior parte das informações sobre os dobramentos do embrião. É importante ressaltar que para se adquirir conhecimentos mais aprofundados e críticos e respostas mais completas das atividades propostas é necessário apoiar em outras informações contidas não somente na bibliografia indicada, mas também de outras bibliografias de áreas complementares em particular de anatomia e histologia. 4- Atividade de aprendizagem Responder as quatro questões propostas após o texto explicativo. Para responder as questões das atividades propostas é necessário estar atento aos objetivos da aula, pois eles serão os guias e suportes correções de cada uma das respostas. Como já afirmado anteriormente, para responder as atividades é necessário leitura complementar que está indicada na bibliografia da aula ou da disciplina, além de conteúdos de outras disciplinas da área de Morfologia. 15 Embriologia Animal Dobramentos do embrião Questões 4.1- Definir dobramento do embrião. 4.2- Explicar o dobramento longitudinal. 4.3- Explicar o dobramento transversal. 4.4- Enumerar as consequências dos dobramentos do embrião. 5- Avaliação da atividade Esta atividade tem valor de 10 pontos sendo, cada resposta com valor máximo de 2,5 que deverá ser original, redigida em no mínimo em 10 e máximo em 20 linhas e não serão aceitas cópias de textos, livros ou similares. Caso seja enquadrado nesta situação será atribuída nota zero para a atividade além de poder haver punição por plágio. 6- Bibliografia 1- DAVID, G. e HAEGEL, P. Embryologie: organogenèse. système nerveux, organe des sens, intégration neuro-endocrinienne. 4. ed. Paris: Masson, 1991. Fasicule 3, 154p. 2- DREWS, U. Atlasde poche d’embryologie. 1. ed. Paris: Flammarion Médicine-Sciences, 1998. 385p. 3- GARCIA, S. M. L., CASEMIRO, G. F. Embriologia. 3. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2012. 668p. 4- GILBERT, S. F. Biologia do desenvolvimento. 2. ed. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética, 1995. 563p. 5- MOORE, K, L., PERSAUD, T.V.N. Embriologia básica. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. 462p. 16 Embriologia Animal Dobramentos do embrião 6- MOORE, K, L., PERSAUD, T.V.N. Embriologia clínica. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. 536p. 7- NODEN, D. M., LAHUNTA, A. Embriologia de los animales domesticos. Zaragoza: Acribia, 1990. 399p. 8- WOLPERT, L. Princípios de biologia do desenvolvimento. 3. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2008, 576p. Professor Dr. Umberto Euzebio Matrícula UnB 148610 17