Embriologia: história, campo de estudo e ramos - Ciência - 2023

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o embriologia (do grego: embrião = fruta no útero; logos = tratado), nos animais (incluindo humanos), é o estudo de tudo o que diz respeito ao desenvolvimento, desde a formação do zigoto até o nascimento.

O desenvolvimento começa quando um óvulo é fertilizado por um espermatozóide, formando um zigoto. Ovos e espermatozóides são gametas. Eles são formados por gametogênese nos ovários das mulheres e nos testículos dos homens.

A produção de gametas ocorre por meio de um processo de divisão celular denominado meiose. Nesse processo, são formadas quatro células, ou gametas, que possuem metade dos cromossomos (N = haplóide) que uma célula somática possui (2N = diplóide). O zigoto tem metade dos cromossomos da mãe e a outra metade do pai. Portanto, é diplóide.

O conhecimento de como ocorre o desenvolvimento normal do embrião e do feto e das causas dos defeitos infantis no nascimento são úteis para aumentar a probabilidade do desenvolvimento normal. Por exemplo, agora é possível corrigir certos defeitos do feto por cirurgia.

História da embriologia

Embriologia na antiguidade e até a Idade Média

No ano 3000 a. C., os egípcios pensavam que o deus do sol, Aton, criava um germe na mulher, uma semente no homem, e dava vida ao bebê dentro da mulher.

No ano de 1416 a. C., um tratado hindu sobre embriologia, escrito em sânscrito, descreveu que, um dia após o encontro sexual, um embrião (Kalada) é formado, que é seguido pela formação de uma vesícula (após 7 noites), uma massa firme (após um mês), a cabeça (após dois meses) e os membros (após três meses).

Pitágoras (570–495 aC), propôs que o pai fornecesse as características essenciais da prole, o que é conhecido como "espermismo". Hipócrates, 460-377 a. C., afirmou que o desenvolvimento do embrião de galinha pode ser semelhante ao do homem.

Aristóteles (384-322 aC) escreveu um tratado sobre embriões de galinhas e outros animais. Por isso é considerado o fundador da embriologia.

Claudius Galenus (129-216 aC) escreveu um tratado sobre a formação do feto, descrevendo estruturas como a placenta, o âmnio e o alantóide.

Samuel-el-Yehudi, ~ 200 DC, descreveu o desenvolvimento do embrião distinguindo seis estágios, de um embrião sem forma a um feto.

Embriologia do Renascimento ao século 18

Leonardo da Vinci (1452-1519), ao dissecar o útero de uma mulher grávida, fez desenhos muito precisos do feto.

William Harvey (1578–1657) acreditava que os espermatozoides entraram no útero e se metamorfosearam, transformando-se em um óvulo e depois em um embrião.

Marcello Malpighi (1628-1694) e Jan Swammerdam (1637-1680), por meio de observações microscópicas, forneceram informações que postularam que apoiavam a teoria do pré-formismo, que propunha que o sêmen continha seres humanos inteiros.

Regnier de Graaf (1641-1643), dissecou e observou os ovários de várias espécies de mamíferos, incluindo humanos, descrevendo o corpo lúteo (folículo de Graaf).

Casper Friedrich Wolff (1733-1794), em sua publicação de 1759, Teoria da Geração, argumentou que os órgãos do corpo não existem antes da gestação, mas são formados em etapas a partir de material indiferenciado.

Lázaro Spallanzani (1729–1799), realizou testes de fertilização in vitro em anfíbios e inseminação em cães, concluindo que os oócitos e o sêmen são necessários para iniciar o desenvolvimento de um indivíduo.

Heinrich Christian Pander (1794-1865), observou o desenvolvimento inicial de embriões de galinha, descrevendo as três camadas germinativas: ectoderme, mesoderme, endoderme.

Embriologia moderna

Karl Ernst von Baer (1792–1876) afirmou que o sêmen continha milhões de células móveis, que ele chamou de esperma. Além disso, ele descobriu os oócitos dos ovários dos mamíferos, o zigoto nas trompas de Falópio e o blastocisto no útero. Por isso, ele é considerado o fundador da embriologia moderna.

Hans Spemann (1869–1941), introduziu o conceito de indução no desenvolvimento do embrião, segundo o qual a identidade de certas células influencia o desenvolvimento de outras células em seu ambiente. Spermann recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1935.

Patrick Steptoe (1913–1988) e Robert Edwards (1925–) foram os ginecologistas e cientistas que tornaram possível o nascimento de Louise Brown em 1978, o primeiro bebê produzido por fertilização in vitro.

Edward Lewis (1918–2004), Christiane Nüsslein-Volhard (1942–) e Eric F. Wieschaus (1947–) receberam o Prêmio Nobel de fisiologia e medicina em 1995 por sua descoberta de genes que controlam o desenvolvimento embrionário.

Ian Wilmut (1944–) e seus colegas foram os primeiros a transferir o núcleo de uma célula adulta diferenciada para produzir um clone de um mamífero, a ovelha chamada Dolly, que nasceu em 1996.

Ramos da embriologia

Embriologia é dividida em embriologia geral, embriologia sistêmica, embriologia descritiva, embriologia comparativa, embriologia experimental, embriologia química e teratologia.

Embriologia geral

Estudo do desenvolvimento desde a fertilização e formação do zigoto, passando pela formação e implantação do blastocisto, formação do embrioblasto, até a formação do embrião. Esses eventos duram oito semanas e são divididos em períodos pré-embrionários e embrionários.

Embriologia sistêmica

Estudo do desenvolvimento de órgãos e sistemas durante a fase embrionária.

Embriologia descritiva

Estudo, a partir da observação e descrição direta, dos estágios de desenvolvimento do embrião.

Embriologia comparativa

Comparação do desenvolvimento de embriões de diferentes espécies de animais. Esse ramo está relacionado à biologia comparativa e integrativa, que deu origem na década de 1990 à biologia do desenvolvimento evolutivo, conhecida como evo-devo.

Embriologia experimental

Experimentos com animais de laboratório (ratos, camundongos, anfíbios, etc.) para estudar o desenvolvimento embrionário.

Embriologia química

Estudo bioquímico do blastocisto, do embrião e do feto até o momento do nascimento.

Teratologia

Estudo do efeito de agentes infecciosos, substâncias químicas, radiação e outros fatores externos que alteram a morfologia e função fetal.

Embriologia humana

Em humanos, três estágios do desenvolvimento pré-natal foram descritos: 1) período pré-embrionário, da concepção à segunda semana; 2) período de formação do embrião, da segunda à oitava semana; 3) período fetal, da nona semana ao nascimento.

Em geral, o desenvolvimento pré-natal humano envolve a formação de: 1) embrião; 2) placenta; 3) membranas do feto; 4) cavidades corporais e diafragma; 5) sistemas muscular, esquelético, respiratório, cardiovascular, digestivo, urinário, reprodutivo e nervoso; 6) cabeça e pescoço; 7) olhos e ouvidos.

Estágios cruciais do desenvolvimento embriológico

Formação do embrião, placenta e membranas do feto

Uma vez que o zigoto é formado, ele começa a se dividir por mitose e aumenta o número de células sem aumentar seu tamanho. As células do zigoto são chamadas de blastômeros. Ao atingir as 12 células, forma-se a mórula. Então isso forma o blastocisto, que é uma esfera oca cheia de fluido.

O blastocisto possui uma massa celular interna em um pólo. É circundado por uma fina camada de células denominada trofoblasto, responsável por sua fixação à parede uterina, formando eventualmente a parte fetal da placenta.

As cavidades amnióticas e coriônicas circundam o embrião. Suas paredes formam as membranas do feto. A massa interna de células forma, por gastrulação, o disco de um embrião bilaminar, formado pelo epiblasto (posteriormente ectoderma) e hipoblasto (posterior endoderme). O ectoderma se diferencia e forma uma terceira camada: o mesoderma.

O mesoderma forma os ossos, o tecido conjuntivo, a cartilagem, os sistemas cardiovascular, linfático e reprodutor, os rins, a derme da pele, entre outras estruturas. O ectoderma forma o sistema nervoso. A endoderme forma o trato gastrointestinal, os pulmões e o trato respiratório.

Em oito semanas, a maioria dos órgãos e sistemas já estão formados, mas são imaturos.

Formação de cavidades corporais e diafragma

Na quarta semana, o embrião tem forma tridimensional e apresenta uma dobra como resultado da formação do tubo intestinal. Um celoma, ou cavidade fechada, forma-se dentro do embrião, causado pelas camadas somática e visceral da placa lateral do mesoderma.

A camada mesodérmica somática forma a membrana serosa parietal, enquanto a camada mesodérmica esplâncnica forma a membrana serosa visceral. Quando o embrião se dobra, a união com a cavidade coriônica é perdida e uma cavidade se forma que vai da região pélvica até a região torácica.

O celoma dá origem às cavidades pericárdica, pleural e peritoneal. O septo transverso divide a cavidade em duas: cavidade torácica e cavidade abdominal (ou peritônio). Entretanto, a comunicação entre as duas cavidades é mantida por meio de canais pericardioperitoneais, que possuem membranas próprias.

As membranas recém-nomeadas dividem a cavidade torácica em cavidade pericárdica e cavidade pleural e são chamadas de dobras pleuropericárdicas. Do vigésimo primeiro dia até a oitava semana, as cavidades são formadas.

O diafragma é formado principalmente a partir do septo transverso e das membranas pleuroperitoneais. O septo transverso origina-se, ao nível cervical, por volta do vigésimo segundo dia. Ele recebe sua inervação dos nervos espinhais C3 - C5.

Treinamento dos sistemas muscular, esquelético, respiratório e cardiovascular

A maior parte do músculo origina-se da mesoderme paraxial. São formados três tipos de músculo esquelético, liso e cardíaco. O músculo esquelético vem dos somitos, da camada somatopleúrica da placa lateral e da crista neural. O músculo liso das vísceras. O trato gastrointestinal e o músculo cardíaco da mesoderme esplâncnica.

O mesoderma constitui a maioria dos ossos e cartilagem. As células do esclerótomo formam as vértebras individuais. No desenvolvimento do crânio, duas partes são formadas: neurocrânio e viscerocrânio. As costelas são formadas a partir da ossificação dos precursores cartilaginosos. A ossificação dos ossos longos marca o fim do período embrionário.

O desenvolvimento do sistema respiratório é dividido em cinco etapas: 1) embrionário, botão inicial e ramificação; 2) pseudoglandular, ramificação completa; 3) tubos bronquiais caniculares terminais; 4) sacos saculares, terminais e capilares entram em contato; 5) alveolar, 8 meses, desenvolvimento completo da barreira hemato-aérea.

O desenvolvimento do sistema cardiovascular começa com a formação do tubo cardíaco. Em seguida, há septação, separação em átrios, ventrículos e grandes vasos. A septação envolve a formação de dois septos, que não são completamente fechados até o nascimento.

Formação dos sistemas digestivo, urinário, reprodutivo e nervoso

O desenvolvimento do sistema digestivo começa quando as camadas germinativas do embrião inicial se dobram lateralmente e cefalocaudalmente. Isso empurra a membrana da gema para o embrião, formando assim o tubo do intestino, que é dividido em anterior (futura faringe), médio (futuro esôfago) e posterior (futuro duodeno, intestino, cólon e canal anal).

Os sistemas urinário e reprodutivo podem ser considerados um porque têm uma origem embriológica comum e porque compartilham canais comuns. Ambos os sistemas se desenvolvem a partir da mesoderme intermediária, que forma a crista urogenital, dividida em cordão nefrogênico e crista das gônadas.

O cordão nefrogênico dá origem aos pronefros, mesonefros e metanefros, que estão envolvidos na formação dos rins. O sistema genital se desenvolve a partir da crista das gônadas. O desenvolvimento do sistema reprodutor feminino ou masculino depende do par de cromossomos sexuais.

O sistema nervoso se desenvolve na terceira semana a partir do ectoderma. Inicialmente, o tubo neural é formado, cujas dobras formam a crista neural. Forma-se uma medula espinhal com três camadas: neuroepitelial, manto e zona marginal. Posteriormente, as vesículas do telencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo, metancefalo e mesencéfalo são formadas.

Desenvolvimento da cabeça, pescoço, olhos e ouvidos

A maior parte da cabeça e do pescoço é formada pelos arcos, sacos e ranhuras faríngeas, bem como pelas membranas faríngeas. Essas estruturas formam o aparelho faríngeo e dão ao embrião sua aparência distinta na quarta semana de desenvolvimento.

Os arcos faríngeos são formados por mesoderma mesomérico e células da crista neural, que se diferenciam, respectivamente, em: 1) músculos e artérias; 2) osso e tecido conjuntivo. Os sacos faríngeos consistem em invaginações da endoderme que margeiam o intestino anterior.

Os sulcos faríngeos consistem em invaginações do ectoderma. Ele está localizado entre os arcos faríngeos. As membranas faríngeas são constituídas por ectoderme, mesoderme e endoderme. Eles estão localizados entre os arcos faríngeos.

O ouvido consiste em: ouvido interno, ouvido médio e ouvido externo. Perto da quarta semana, o ouvido interno se desenvolve a partir da placa ótica do ectoderma, que invagina formando as porções utricular e sacular. As orelhas média e externa são derivadas dos primeiros arcos faríngeos e das células neurogliais.

Os olhos se originam da vesícula óptica, que se forma na parte lateral do prosencéfalo no início da quarta semana.

Referências

Amundson, R. 2005. A mudança do papel do embrião no pensamento evolucionário: estrutura e síntese. Cambridge, Cambridge.
Coward, K., Wells, D. 2013. Textbook of clinic embryology. Cambridge, Cambridge.
Dudek, R. W. 2014. Embryology. Wolters Kluwer, Filadélfia.
Lambert, H. W., Wineski, L. E. 2011. Revisão ilustrada de perguntas e respostas de Lippincott sobre anatomia e embriologia. Wolters Kluwer, Filadélfia.
Lisowski, F. P, Oxnard, C. E. 2007. Termos anatômicos e sua derivação. World Scientific, Singapura.
Mitchell, B., Sharma, R. 2009. Embriologia: um texto colorido ilustrado. Churchill Livingstone, Edimburgo.
Moore, K. L., Persaud, T. V. N., Torchia, M. G. 2013. O humano em desenvolvimento: embriologia clinicamente orientada. Saunders, Filadélfia.
Moore, L. M., Persaud, T. V. N., Torchia, M. G. 2016. Antes de nascermos: fundamentos da embriologia e defeitos congênitos. Elsevier, Filadélfia.
Singh, V. 2012. Livro didático de embriologia clínica. Elsevier, New Deli.
Webster, S., de Wreede, R. 2016. Resumo da embriologia. Wiley, Chichester.