EMBRIOLOGIA: HISTÓRIA, CAMPO DE ESTUDO E RAMOS - BIOLOGIA - 2024

A embriologia (do grego: embrião = fruta no útero; logos = tratado), animais (incluindo humanos), é o estudo de todas as questões relativas 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.

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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 de 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, âmnio e 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 o esperma entrava no útero e se metamorfoseava, 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 estágios 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 espermatozóides. 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 e 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. Este ramo está relacionado com a biologia comparativa e integrativa, que deu origem na década de noventa 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 do ser 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 meio da 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 chamada trofoblasto, que é responsável por fixá-lo na parede uterina, formando eventualmente a parte fetal da placenta.

As cavidades amniótica e coriônica 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 originado 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, perde-se a união com a cavidade coriônica e se forma uma cavidade que vai da região pélvica até a torácica.

O celoma dá origem às cavidades pericárdica, pleural e peritoneal. O septo transverso divide a cavidade em duas: a cavidade torácica e a cavidade abdominal (ou peritônio). No entanto, a comunicação entre as duas cavidades é mantida por 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. Então ocorre a 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 vitelina para o embrião, formando assim o tubo intestinal, 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 como um porque têm uma origem embriológica comum e 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, são formadas as vesículas do telencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo, metencéfalo e mesencéfalo.

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. Na 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.

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