Gastrulação em Embriologia

Gastrulação

• A gastrulação é a fase do desenvolvimento embrionário quando a blástula unicelular, que consiste em uma camada de células, se transforma em uma estrutura trilaminar.
• Esta estrutura trilaminar é composta por três camadas: ectoderme (externa), mesoderme (média) e endoderme (interna).

Gastrulação em Diferentes Espécies

• Anfíbios: A gastrulação em anfíbios é um processo complexo.

  • Células carregadas de vitelo no pólo vegetal da blástula impedem a invaginação.
  • Uma fenda se forma na junção dos hemisférios animal e vegetal por células da superfície que se deslocam para dentro.
  • Células endodérmicas se movem para dentro, abaixo da fenda, e células mesodérmicas também migram para dentro, aprofundando a fenda.
  • A blastocele é obliterada, e as células carregadas de vitelo no pólo vegetal se movem para dentro, formando a gástrula.

• Aves: A blastoderme das aves é dividida em duas partes: área pelúcida e área opaca.

  • Células da área pelúcida formam o epiblasto, que dará origem ao ectoderme, endoderme e mesoderme, e o hipoblasto, que se tornará endoderme extra-embrionária.
  • A linha primitiva é formada quando as células da camada superficial da blastoderme convergem em direção à linha média.
  • O nó primitivo (ou nó de Hensen) é uma concentração de células na extremidade cranial da linha primitiva.
  • O sulco primitivo é uma depressão formada pela concentração de células.
  • As células do nó primitivo migram cranialmente, formando o notocordo (uma coluna de células mesodérmicas).
  • A área pelúcida se expande e se torna piriforme.
  • As células migram através da linha primitiva, se alongam e se tornam células-garrafa, que migram e se diferenciam em células mesenquimais.

• Mamíferos: O processo de gastrulação em mamíferos é similar ao das aves.

  • Cavidades se formam acima e abaixo da massa celular interna, expandindo-se (como âmnio e saco vitelino, respectivamente).
  • Uma placa plana de células de duas camadas é formada.
  • A linha primitiva se forma, como nas aves e répteis, para produzir as camadas germinativas primárias.

Estabelecimento da Simetria Esquerda-Direita em Vertebrados

• Os órgãos dos vertebrados estão posicionados assimetricamente nas cavidades torácica e abdominal.
• O padrão de desenvolvimento esquerda-direita é estabelecido durante a gastrulação.
• A incidência de defeitos de desenvolvimento relacionados à simetria esquerda-direita está ligada a monocílios defeituosos ou ausentes nas células do nó primitivo do embrião em desenvolvimento.
• A morte celular programada ao longo da linha média da linha primitiva também está envolvida no estabelecimento da simetria esquerda-direita.
• Mutações no gene situs inversus viscerum (Iv) levam à aleatoriedade da posição de cada órgão em cada lado do eixo.
• A expressão do gene nodal só ocorre do lado esquerdo.
  • Se a expressão do gene nodal for comprometida, a assimetria será afetada, levando à aleatoriedade da posição dos órgãos.
• O lefty-1 inibe a expressão do gene nodal do lado direito.
• O lefty-2, estimulado pelo Fgf-8 e pelo Nodal, inibe o snail, que impede a expressão do nodal do lado esquerdo.
• O pitx2 é responsável pela distribuição e formação dos órgãos.

Sinalização Celular e Funcionamento dos Genes Durante o Desenvolvimento

• A comunicação celular é fundamental para o crescimento, diferenciação e desenvolvimento embrionário.
• A comunicação celular envolve uma célula sinalizadora que libera moléculas sinalizadoras (ligandos) que se ligam a receptores em células alvo.
• Os tipos de comunicação celular relevantes para a embriogênese incluem:
  • Parácrina: Envolve a sinalização entre células adjacentes.
  • Hedgehog: Envolve a proteína Shh, que atua como morfógeno.

Tipos de Sinais Importantes

• Hh (Hedgehog): É essencial para a especificação celular, proliferação celular e sobrevivência celular.
• FGF (Fator de Crescimento dos Fibroblastos): É essencial para a indução e manutenção da mesoderme e desenvolvimento de vários órgãos.
• Wnt: Influencia o plano corporal, crescimento e diferenciação celular pós-natal.
• TGF- (Fator de Crescimento Transformante ): É essencial para o desenvolvimento embrionário.

Como o ADN se organiza?

• Cromatina: Estrutura fibrosa que compõe o núcleo celular, constituída por ADN associado a proteínas histônicas e não histônicas.
  • Eucromatina (EC): Aparece descompactada e é transcricionalmente ativa.
  • Heterocromatina (HC): Aparece condensada e é transcricionalmente inativa.

Empacotamento da Cromatina em Cromossomos

• O empacotamento da cromatina em cromossomos é uma estrutura dinâmica que se diferencia com base na espécie e na fase de desenvolvimento.
• Os cromossomos são formados por proteínas não histônicas, que definem sua forma.