a notocorda induz a formação do tubo neural
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MEDICINA NEUROHISTOLOGIA E NEUROEMBRIOLOGIA HUMANA PCI NERVOSO E LOCOMOTOR Sistema Nervoso inicial: Tubo e crista neural: neurodesenvolvimento inicial PowerPoint® Lecture Slide Presentation and Copyright © 2010 by Dra. Iêda M. L. Guedes, Neurobiologista celular e molecular e Professora da do Pará Copyright © 2004Universidade Pearson Education,Federal Inc., publishing as Benjamin Cummings O que estudaremos? Aspectos gerais da embriogênese Tubo e Crista Neural A função do Organizador e a indução neural Iêda Guedes May 23, 2013 Aspectos gerais da embiogênese Fecundação e Clivagem Implantação e Disco bilaminar Disco trilaminar e Notocorda Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 1ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Fecundação FUSÃO DOS NÚCLEOS DO ESPERMATOZÓIDE E DO ÓVULO ZIGOTO Iêda Guedes May 23, 2013 1ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Clivagem EMBRIÃO COM DIVISÃO MITÓTICA (24 HORAS) BLASTÔMEROS Iêda Guedes May 23, 2013 1ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Clivagem 8 blastômeros 16 blastômeros 4ª clivagem 32 blastômeros 16 blastômeros 5ª clivagem MÓRULA 32 A 64 CÉLULAS Iêda Guedes May 23, 2013 1ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Clivagem Iêda Guedes May 23, 2013 2ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Disco bilaminar e implantação Iêda Guedes May 23, 2013 3ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Disco trilaminar e Notocorda Iêda Guedes May 23, 2013 3ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Disco trilaminar e Notocorda Iêda Guedes May 23, 2013 3ª SEMANA EMBRIONÁRIA Aspectos gerais da embriogênese Disco trilaminar e Notocorda Funções da notocorda: 1. Estrutura – Atua como um eixo rígido ao redor do qual o embrião se estrutura – define eixo primitivo do embrião 2. Esquelética – Base sobre a qual a coluna vertebral se formará – base para desenvolvimento axial/indica o local dos futuros corpos vertebrais 3. Indução – Induz a formação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema Nervoso inicial Sistema Nervoso inicial Formação do Tubo e Crista Neurais Fechamento do tubo neural Diferenciação primária do tubo neural Diferenciação secundária do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural PLACA NEURAL SULCO NEURAL GOTEIRA NEURAL TUBO NEURAL Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Formação da placa neural (células ectodérmicas) Formação do sulco neural Goteira neural (Crista neural) Fechamento do sulco neural formação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Desenvolve-se a partir de espessamento do ectoderma Placa neural Metade 3ª semana Dobra-se e forma sulco com pregas neurais Fundem-se – início com formação do 1º somito - ambos os sentidos Tubo neural Iêda Guedes Cristas neurais May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural A NOTOCORDA INDUZ A FORMAÇÃO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial De neuroectoderma a tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial Cristas neurais Iêda Guedes 23/05/2013 May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial Cristas neurais Iêda Guedes May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial Cristas neurais Iêda Guedes 23/05/2013 May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial Cristas neurais facial structures cardiac outflow tracts cranial crest etc... pigment cells nonmyelinating glia peripheral glia neural crest sensory neurons (dorsal root, cranial sensory ganglia) Schwann cell parasympathetic NS trunk crest enteric NS sympathoadrenal Iêda Guedes sympathetic neuron adrenal chromaffin cell (adrenal medulla) 23/05/2013 May 23, 2013 FORMAÇÃO DO TUBO E CRISTA NEURAIS Sistema nervoso inicial Cristas neurais Migração das linhagens Iêda Guedes 23/05/2013 May 23, 2013 Sistema nervoso inicial FECHAMENTO DO TUBO NEURAL 19 dias ~ 2,0mm • ~18 dias – 1,5mm Iêda Guedes May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes Sistema nervoso inicial May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes Sistema nervoso inicial May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes Sistema nervoso inicial May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes Sistema nervoso inicial May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 19 dias ~ 2,0mm •23-24 dias ~ 3,5mm •21 dias ~ 2,5 mm Iêda Guedes •22 dias ~ 3mm May 23, 2013 FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Iêda Guedes Sistema nervoso inicial May 23, 2013 DIFERENCIAÇÃO PRIMÁRIA DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 3 Vesículas e medula espinhal primitiva Iêda Guedes May 23, 2013 DIFERENCIAÇÃO PRIMÁRIA DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 3 Vesículas e medula espinhal primitiva função sensorial (aferente) função motora (eferente) Iêda Guedes May 23, 2013 DIFERENCIAÇÃO PRIMÁRIA DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 3 Vesículas e medula espinhal primitiva Iêda Guedes May 23, 2013 DIFERENCIAÇÃO PRIMÁRIA DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 3 Vesículas e medula espinhal primitiva Iêda Guedes May 23, 2013 DIFERENCIAÇÃO PRIMÁRIA DO TUBO NEURAL Sistema nervoso inicial 3 Vesículas e medula espinhal primitiva Mesencéfalo Rombencéfalo Prosencéfalo Flexura mesencefálica Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes • Quinta semana - 8 mm - 5 vesículas May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Tabela 2.1 As vesículas primitivas do embrião originam as estruturas anatômicas principais do indivíduo adulto Vesículas primitivas Estruturas anatômicas Telencéfalo Prosencéfalo Mesencéfalo Núcleos da Base Diencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Mesencéfalo Metencéfalo Cerebelo Rombencéfalo Medula primitiva Iêda Guedes Córtex Cerebral Ponte Mielencéfalo Bulbo Medula primitiva Medula espinhal May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural 1- tubo neural 2- Prosencéfalo 3- Mesencéfalo 4- Rombencéfalo 5- Telencéfalo 6- Diencéfalo 7- Metencéfalo 8- Mielencéfalo 9- Quarto ventrículo 10- Aqueduto de Silvio 11- Tálamo 12- Terceiro ventrículo 13- Ventrículo lateral Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural 52 DIAS Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural 75 DIAS Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Iêda Guedes May 23, 2013 Sistema nervoso inicial DIFERENCIAÇÃO SECUNDÁRIA DO TUBO NEURAL Segmentação do tubo neural Subdivisões e estru turas associadas do tubo neural Divisões primárias Subdivisões Partes constituintes -Bulbos olfatórios Telencéfalo -Hemisférios cerebrais Prosencéfalo Mesencéfalo Rombencéfalo medula Iêda Guedes -Epitálamo -Tálamo Diencéfalo -Hipotálamo -Infundibulo -Lobos óticos (peixes, répte is, passáros) Mesencéfalo -Colículos - Pedúnculo Cerebral -Cerebelo Metencéfalo -Ponte -Medula oblonga Mielencéfalo (BULBO) medula medula Cavidades -Ventrículos laterais -Porção rostral do 3º ventrículo -Maior parte do 3º ventrículo -Aqueduto cerebral -4º ventrículo -Canal central May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 A Funcão do Organizador A função do organizador Mudança da capacidade indutora do organizador durante a gastrulação Indução da placa neural no ectoderme Padronização do sistema nervoso por sinais vindos do mesoderme O organizador no limite entre mesencéfalo e romboencéfalo Segmentação do romboencéfalo em rombômeros por limite de restrição Surgimento das células da crista neural das bordas da placa neural Iêda Guedes May 23, 2013 Função do Organizador O que é Organizador Centro organizador ou região organizadora – centro de sinalização que orienta o desenvolvimento do embrião ou de parte dele Nó de Hensen ou primitivo Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Indução neural Gástrula inicial - organizador -lábio dorsal blastóporo – Indução neural • Hans Spelman/Hilde Mangold Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Mudança durante a gastrulação Gástrula inicial - organizador -lábio dorsal blastóporo enxerto porção blastóporo - gástrula inicial – lado ventral outro embrião – embrião completo enxerto com centro de Nieuwkoop – região precursora do mesoderma - resultado similar enxerto lábio dorsal - gástrula média – tronco/cauda – não cabeça “A medida que a gastrulação avança – eixo ânteroposterior torna-se especificado, as células que formam o organizador em estágios tardios induzem apenas estruturas posteriores” – alteração na quantidade de indutores Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Mudança durante a gastrulação RESSALTAR LÁBIO DORSAL – GÁSTRULA INICIAL – ORIGINA ENDODERME ANTERIOR/ MESODERMA PROSPECTIVO DA CABEÇA/ CORDOMESODERMA (NOTOCORDA) INDUZ A PLACA NEURAL – EXPERIMENTOS ORGANIZADOR SPELMANN - GÁSTRULA INICIAL – CENTRO ORGANIZADOR COMPLEXO – POSSUI VÁRIAS PARTES – DIFERENTES GENES – DISPOSIÇÃO MUDA – AVANÇO GASTRULAÇÃO Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Mudança durante a gastrulação Nó de Hensen Mesoderme cabeça/ Notocorda Transplante nó codorna – embrião pinto Embrião estágio cefálico - enxertado sob o epiblasto – mesmo estágio desenvolvimento – eixo adicional com somitos sem tecido neural anterior Estágio inicial – embrião completo Camundongo – nó transplantado – epiblasto lateral embrião inicial – duplicação embrião sem prosencéfalo “Encéfalo anterior – requer sinais adicionais do endoderme visceral anterior” Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Mudança durante a gastrulação Região do Organizador - proteínas Genes fatores transcrição: Brachyury (*), goosecoid (*), Xlim-1 (Spelmann) e Lim-1 (Nó - cam) Genes proteínas secretadas: Shh (*), Xnr-3, cordina, noggin, Xnot2 e Cerberus (Spelmann), Nodal e Cerberus-related (Nó - cam) Goosecoid – organizador inicial – células originam intestino anterior, placa pré-cordal e notocorda – gástrula média Mimetiza quase todas as funções organizador mRNA goosecoid – injetado blastômero ventral – eixo sem cabeça “Sinais adicionais envolvidos na indução cabeça e sistema nervoso central” Iêda Guedes May 23, 2013 CAPACIDADE INDUTORA DO ORGANIZADOR Tubo neural Mudança durante a gastrulação Funções diferentes – mesmas proteínas – diferentes organismos Xenopus – formação da cabeça – inibição BMP, Wnt e Nodal – inibição ectópica por inibição BMP e Wnt – gástrulas iniciais Cordina, Noggin e folistatina – antagonizam BMP Dickkopf – antagoniza Wnt Cerberus – inibe Wnt, Nodal e BMP “Embora muitas proteínas sejam produzidas no Organizador e em torno dele, em diferentes vertebrados, elas não têm, todas, precisamente as mesmas funções em todos os modelos experimentais” Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 INDUÇÃO DA PLACA NEURAL NO ECTODERME Tubo neural Sinal indutor Sistema nervoso – induzido durante a gastrulação Visto Xenopus – gástrulas iniciais - transplante de organizador na epiderme presuntiva – SN Xenopus – epiderme prospectiva (ectoderme ventral) transplantada – epiderme dorsal (tecido neural prospectivo) – epiderme desenvolve com tecido neural: SINAL INDUTOR Tecido neural – induzido – epiblasto pinto – enxerto mesoderme da linha primitiva (Nó de Hensen): 1. Nó de Hensen 2. região de mesorme pré-somítico 3. est. 4 somitos – desaparece atividade 4. mesmo tempo desaparece - capacidade ectoderme responder Iêda Guedes May 23, 2013 INDUÇÃO DA PLACA NEURAL NO ECTODERME Tubo neural Sinal indutor Indução mesodérmica - BMP (bone morphogenetic protein) BMP – expresso toda ectoderme Perdida na placa neural Indução neural – produção proteínas organizador – ligam BMP – removendo ação inibidora Cordina/noggin Remoção de BMP – não formação SN Iêda Guedes 23/05/2013 May 23, 2013 INDUÇÃO DA PLACA NEURAL NO ECTODERME Tubo neural Sinal indutor Destino do ectoderme é Sistema nervoso Modelo de ausência (default) Estado-padrão (default state) – ectoderme dorsal – desenvolver tecido neural Rota bloqueada – BMPs – destino epidérmico Função do organizador – remover a inibição BMPs – bloqueio da atividade Remoção de cordina, noggin e folistatina – falha desenvolvimento neural e outras estruturas dorsais e efeito ventralizante e dorsalizante Iêda Guedes May 23, 2013 INDUÇÃO DA PLACA NEURAL NO ECTODERME Tubo neural Sinal indutor Falha no Modelo de ausência (default) Mesmo com bloqueio BMP FGF (hipoblasto) – ativa genes requeridos – indução neural – não ativados BMPs Churchill – inativado – placa neural não se forma Churchill: reprime genes da mesoderme - ativa fator de transcrição neural Sox2 FGF/BMP - Outros genes – indução neural – vertebrados FGF – ativa rota sinalização quinase (ativada MAP) MAP-quinase – fosforilação inibidora Smad-1 – rota sinalizadora da BMP Iêda Guedes May 23, 2013 INDUÇÃO DA PLACA NEURAL NO ECTODERME Tubo neural Sinal indutor BMP – limite placa neural Bloqueio por injeção bordo – estreitamento Antagonista BMP - alargamento Vertebrados – duas decisões separadas: Destinos mesodérmicos/ectodérmicos neural – células epiblásticas – margem medial e placa neural prospectiva – FGF e Churchill Margens laterais da placa neural (ectoderme neural e epiderme se encontram) – inibição da sinalização de BMP “Indução neural: complexo processo – múltiplas etapas – primeiros estágios – blástula – antes da região organizadora ser detectável” “Conservação evolutiva – nós pinto – induz Xenopus” “Medula espinhal – não extensão da placa neural mais posterior – células-tronco desenvolve extremidade Iêda Guedes May 23, 2013 Iêda Guedes May 23, 2013 Ter falhado significa ter lutado . Ter lutado significa ter crescido. ( Maltbie E. Babcock) Iêda Guedes May 23, 2013 Question???????? Iêda Guedes May 23, 2013
