Introdução ao estudo da Embriologia - ufpel.edu.br · Embriologia estuda os embriões ... médico...
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Introdução ao estudo da Embriologia: Histórico,
importância e relação com outras disciplinas
Profa. Marta G. Amaral, Dra. Embriologia molecular
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Embriologia
estuda os embriões
-Anatomia do desenvolvimento
parte da embriologia que estuda às mudanças sofridas por células, tecidos, órgãos e o corpo como um todo a partir da célula germinativa até o adulto.
-Teratologia
estuda o desenvolvimento anormal, causado por fatores genéticos e/ou ambientais.
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Pré-natal
Pós-natal
Etapas do desenvolvimento humano
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Período pré-natal estágio 1 fertilização
estágio 2 zigoto
estagio 3 blastocisto
estágio 4 implantação
estágio 23 término do desenvolvimento embrionário 56º dia
período fetal começa no 57º e vai até o nascimento
O desenvolvimento embrionário humano foi classificado pelo Sistema Carnegie e apresenta 23 estágios
Desenvolvimento pré-natal
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Período pós-natal
Lactância: 1º ano
Infância: 13º mês
Puberdade: 12-15 anos, termina na menarca
13-16 anos, termina com a produção de espermatozoides maduros
Adolescência: 11-19 anos, maturação física, mental, emocional e sexual
Idade adulta: 18-21 anos, o crescimento ósseo se completa entre 21-25 anos.
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Período embrionário termina no final da 8ª semana
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Linha do tempo 3.000 a.C. egípcios incubavam ovos de pássaros
acreditavam que a alma entrava na criança ao nascimento através da placenta.
1416 a.C. os hindus escreveram um breve tratado Sânscrito, denominado “Garbha Uphanishad”
“ Da conjugação de sangue e sêmen o embrião começa sua existência. Durante o período favorável para a concepção, após o intercurso sexual, torna-se um Kalada (embrião 1 dia). Após sete noites, se torna uma vesícula´. Após uma quinzena, se torna uma
massa esférica. Depois de dois meses, surgem as regiões dos membros.”
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460 – 377 a.C. o grego Hipócrates
de Cos, escreveu:
“ Pegue vinte ou mais ovos e os ponha para
chocar por duas ou três galinhas. A cada dia, a partir do segundo dia de incubação, retire um ovo, quebre-o e o examine. Você encontrará exatamente como eu digo, pois a natureza da ave pode ser comparada à do homem.”
384 - 322 a.C. o grego Aristóteles de Estagira escreveu o primeiro tratado de embriologia descrevendo o desenvolvimento do pinto e de outros embriões.
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Aristóteles acreditava que o embrião era fruto do sangue menstrual após a ativação pelo sêmen; após formava uma massa amorfa com alma nutritiva e todas as partes do corpo.
130-201 a.C o grego Claudius Galegus,
médico e cientista de Roma, escreveu
o livro Sobre a formação do feto,
descrevendo o desenvolvimento e a
nutrição dos fetos e as estruturas conhecidas como alantoide, âmnio e placenta.
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2 séculos d.C. o médico judeu Samuel-ha-Yehudi, descreveu no Talmude, seis estágios na formação do embrião a partir de uma “coisa amorfa, enroscada”.
Os rabinos acreditavam que:
- Os ossos e tendões, as unhas, a medula e o branco do olho eram derivados do pai “o qual semeia o branco”
- A pele, a carne, o sangue e o cabelo eram derivados da mãe, “ a qual semeia o vermelho”
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7 séculos d.C no Corão, está citado que os humanos são produzidos por uma mistura de secreções do homem e da mulher. O organismo resultante se fixa no útero como uma semente, seis dias após o início de seu desenvolvimento, descreve que tem aparência de sanguessuga.
1020-1087 d.C Constantinus Africanus de Salerno, médico na Tunísia e depois na Itália, escreveu o tratado De Humana Natura, onde descreveu a composição e a sequência do desenvolvimento embrionário em relação aos planetas e
a cada mês durante a gestação.
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Em 1554, Jacob Rueff no De Conceptu et Generatione Hominis, ilustrou o feto se desenvolvendo no útero a partir de um coágulo de sangue e sêmen.
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1452-1519 Leonardo da Vinci desenhou dissecções de útero grávido contendo um feto.
Introduziu os parâmetros quantitativos através das medidas do crescimento
pré-natal.
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Revolução embriológica Em 1651, Harvey publicou,
De Generatione Animalium
Dizia que a semente masculina, após a entrada no útero, sofria metamorfose, transformando-se em uma substância semelhante a um ovo, a partir da qual o embrião se desenvolvia.
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Em 1672, o holandês Regnier de
Graaf estudou úteros de coelhas e
concluiu que as pequenas câmaras
(blastocisto) no seu interior não
poderiam ser secretados pelo útero, sugeriu que vinham de órgãos que ele chamou de ovários.
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Em 1677, Johan Ham van Arnheim estudante de medicina e Anton van Leeuwenhoek, usaram o microscópio e observaram pela primeira vez o espermatozoide humano.
Achavam que o espermatozoide continha uma miniatura do ser humano pré-formado e que este cresceria quando fosse depositado no trato genital feminino.
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Em 1759, Caspar Friedrich Wolff
Refutou a teoria da pré-formação.
Propôs o conceito das camadas, onde
o que chamamos de zigoto, produz
camadas de células (disco embrionário).
Em seu doutorado descreveu a
Theoria Generationis, que serviu de base para a teoria da epigênese, onde o desenvolvimento resulta do crescimento e diferenciação celular.
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Lazaro Spallanzani, em 1775, esclareceu a formação do embrião.
Demonstrou que o óvulo e o espermatozoide
são necessários para o desenvolvimento de
um embrião.
Fez a primeira inseminação artificial em cães.
Em 1817, Heinrich Christian Pander
Em seu doutorado descreveu as três camadas germinativas e as denominou de blastoderma.
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Em 1827, Karl Ernst von Baer
“Pai da Embriologia Moderna”
Contribuiu com conhecimentos
sobre a origem dos tecidos e órgãos
originados das camadas germinativas
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A teoria celular mudou a concepção do desenvolvimento
embrionário e da hereditariedade
• Depois em 1839, veio a teoria celular, proposta por Mattias Schleiden e
Theodor Schwann
Concluíram que o embrião se desenvolve a partir de uma única célula o zigoto.
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Wilhelm His (1831-1904), aperfeiçoou as técnicas de fixação, corte e coloração dos tecidos e reconstrução de embriões, formando a base para a produção de imagens tridimensionais, estereoscópicas e que hoje podem ser geradas por computador.
Hans Spemann em 1935 recebeu o premio Nobel, por sua descoberta do fenômeno da indução primaria, explicando como um
tecido determina o destino de
outro.
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Robert G. Edwards e Patrick Steptoe em 1978, desenvolveram a técnica de fertilização in vitro (FIV)
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Genética e desenvolvimento humano
• 1859 - Darwin escreveu sobre a origem das espécies.
• 1865 - Mendel descreveu os princípios da hereditariedade
• 1878 - Flemming observou os cromossomos e sugeriu seu provável papel na fecundação.
• 1883 - von Beneden revelou que células germinativas tinha número reduzido de cromossomas
• 1902- Sutton e Boveri declararam que os cromossomos eram os responsáveis pelos princípios da
hereditariedade de Mendel
• Garrod relatou a alcaptonúria (autossômica recessiva), age no metabolismo da tirosina.
• 1912 - von Winiwarter observou 47 cromossomos na célula.
• 1923 - Painter disse que eram 48 cromossomos
• 1956 - Tjio e Levan relataram ser 46 cromossomos.
• 1953 - Watson e Crick decifraram o DNA
• 2000 - o genoma humano foi sequenciado.
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Porque estudar Biologia molecular do desenvolvimento humano?
Para descobrir quando e onde os genes selecionados são ativados e expressos no embrião
durante o desenvolvimento normal e anormal.
Estudo da regulação genética da morfogênese Expressão regional e temporal de genes específicos Como as células formam as partes do embrião
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Ferramentas metodológicas
1. Tecnologia do DNA recombinante, PCR
Southern blot
Northen blot
Hibridização in situ É útil para rastrear os locais de expressão gênica nos embriões. Possibilita entender como a atividade gênica está orientando o desenvolvimento embrionário, porque permite observar os padrões de atividade de genes de interesse no tempo e no espaço
Detecta DNA e RNA
São usadas sondas marcadas com enzimas ou com anticorpos, que serão revelados através de uma mistura com o seu substrato, é uma reação imunohistoquímica.
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Embriões de Tribolium 3 estágios do desenvolvimento
G1 Segmentos gnatais, parte da cabeça
G1 gnatais T1 torácicos A1 abdominais
Todos os segmentos estão formados Br= brain Ant=antenas Int= segmentos intercalares
Podemos observar onde as células que estão expressando o gene, como uma faixa em cada segmento do corpo, a medida que vão se formando
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2.Produção de animais transgênicos,
3. Produção de células tronco,
4. Clonagem de animais
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Reguladores do desenvolvimento embrionário
Ácido retinóico endógeno: ativa a transcrição para genes específicos que estabelecem os padrões embriológicos. É teratogênico.
Genes com homeobox (HOX): em 1995 os cientistas receberam o Nobel para Fisiologia
o Encontrado nos vertebrados. o Tem sequência e ordem altamente preservadas o Responsável pela disposição espacial dos segmentos
do corpo
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Genes homeobox
OMIM ® - Online Mendelian Inheritance in Man®
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim
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Herança genética • Procariotos Reino monera foi subdividido em:
Eubacteria e Archaea: bactérias e algas azuis Após a duplicação do DNA, os cromossomos-filhos ficam aderidos a pontos adjacentes na membrana, que cresce isolando esses cromossomas, formando novas células.
• Eucariotos DNA está no núcleo
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Reprodução e sexo
Reprodução
Formação de novos indivíduos para conservação da espécie.
Sexo
Envolve a combinação de genes de 2 indivíduos em novos arranjos.
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• Reprodução assexuada Animais sésseis
DNA idêntico ao parental (exceto nas mutações)
Fissão: a ameba quando atinge determinado tamanho, faz cópia do DNA e distribui um conjunto completo para cada célula-filha
Brotamento: esponjas e cnidários, ocorre o desprendimento de fragmentos
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Regeneração: estrela-do-mar, seu corpo pode se dividir em várias partes, cada uma dará origem a uma nova estrela.
Partenogênese: moluscos, crustáceos, insetos e répteis.
Um ovo não fertilizado se desenvolve no organismo adulto. Ocorre por várias gerações e depois é seguida por reprodução sexual.
• Reprodução sexuada Envolve a união de gametas e formação de um zigoto
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Noções básicas para o entendimento da clivagem e da gastrulação
Não apresentam simetria, nem órgãos
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O que são animais celomados, acelomados e pseudocelomados?
Celoma
(do grego koilos= cavidade)
Estreita cavidade, revestida por mesoderma que se expande, tornando-se a cavidade do corpo animal adulto.
Na escala zoológica o celoma está presente nos anelídeos aos cordados.
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CELOMADOS Uma camada de mesoderma preenche o espaço entre o tubo digestório e a parede do corpo, formando uma cavidade. Ex.: anelídeos, moluscos, artrópodes, equinodermas e cordados ACELOMADOS Não apresentam cavidade entre o tubo digestório e o a parede do corpo. Ex: platelmintos, cnidários (hidra), ctenófores e nemertíneos PSEUDOCELOMADOS A cavidade entre os tubos não está totalmente preenchida por células mesodérmicas. Ex.: nematódeos, rotíferos, nematomorfos e gastrotricha.
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O que são animais protostomos e deuterostomos?
Protostomos (do grego protos = primeiro + stoma = boca)
O blastóporo dará origem a boca.
Ex.: anelídeos, moluscos e artrópodes.
A maioria dos protostomos apresenta clivagem em espiral e desenvolvimento de mosaico.
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Deuterostomos (do grego deuteros = segundo + stoma = boca)
O blastósporo dará origem ao ânus. A boca se desenvolve mais tarde.
Ex.: cordados e equinodermas.
A maioria apresenta clivagem radial e desenvolvimento regulativo.
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Simetria radial
Sofrem rotação ao longo do seu eixo sem mudar a aparência.
Ex.: cnidários (águas-vivas, corais e hidras) e equinodermas.
Tem superfície dorsal e ventral, não tem região cefálica e caudal, nem direito e esquerdo. São acelomados
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Simetria bilateral
Tem lado direito e esquerdo
Região cefálica e cudal
Região dorsal e ventral
EX.: a maioria dos Eumetazoa
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Termos usados em embriologia • Epônimos: ductos de Wolff/ductos mesonéfricos
• Posição anatômica:
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