Embriologia 03 – Seconda, terza, quarta settimana e organogenesi
1 Embriologia 03 - Seconda, terza, quarta settimana e organogenesi
Seconda settimana Ottavo giorno
La prima settimana si chiude con l’impianto, che avviene dal polo embrionale della blastocisti.
Poche ore dopo, avvengono una serie di eventi che modificano notevolmente la struttura della blastocisti:
Il trofoblasto si suddivide in due porzioni:
Una porzione più esterna, il sinciziotrofoblasto, in cui le cellule si fondono tra loro generando un sincizio. Questo si forma man mano che il trofoblasto entra in contatto con l’endometrio.
Il sincizio-trofoblasto produce la gonadotropina corionica (hCG), che impedisce l’atresia del corpo luteo. In questo modo, esso diventa corpo luteo gravidico e continua la produzione di progesterone per circa 6 settimane. Dopo le 6 settimane, questa funzione di ghiandola endocrina viene svolta dalla placenta.
Una porzione più interna, il citotrofoblasto, in cui le cellule sono di piccole dimensioni. Si tratta di cellule in continua divisione, i cui elementi migrano nella massa in accrescimento del sinciziotrofoblasto, perdono la membrana cellulare e ne entrano a far parte.
Il bottone embrionale si suddivide anch’esso in due strati:
Epiblasto. È il foglietto più spesso e interno, formato da alte cellule cilindriche. Tra queste, inizia a
comparire del liquido che via via converge in un’unica cavità detta cavità amniotica. Il liquido contenuto nella cavità amniotica si chiama amnios.
A questo punto, le cellule dell’epiblasto che si trovano superiormente alla cavità amniotica, diventano via via più basse, e si trasformano in amnioblasti, deputati alla produzione e al riassorbimento del liquido amniotico.
Ipoblasto. È il foglietto esterno formato da piccole cellule cubiche .
Epiblasto ed ipoblasto assieme formano il disco germinale (embrionale) bilaminare.
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2 Nono e decimo giorno
All’inizio del nono giorno, la blastocisti è totalmente inglobata nell’endometrio. Nella zona di impianto, si forma un coagulo di fimbrina, a chiudere la zona in cui è avvenuto l’impianto.
Avvengono delle modifiche nel sinciziotrofoblasto, che inizia a riempirsi di una serie di lacune, a partire dal versante del polo embrionale. Si parla per questo di stadio lacunare.
Sulla superficie interna del citotrofoblasto compaiono delle cellule di forma appiattita, provenienti dall’ipoblasto, che formano la membrana esocelomatica (di Heuser). Questa, assieme alle cellule dell’ipoblasto, delimita la cavità esocelomatica (o sacco vitellino primario), evoluzione del precedente blastocele.
Undicesimo e dodicesimo giorno In questi due giorni:
Le lacune del sinciziotrofoblasto iniziano a fondersi formando una rete “lacunare”
intercomunicante di canalicoli. I capillari presenti nel connettivo endometriale, in prossimità del polo embrionale, si dilatano e vengono erosi dal sincizio trofoblasto. Il sangue materno defluisce quindi nel sistema di lacune dell’embrione costituendo la primitiva circolazione utero-placentare che inizia a nutrire l’embrione.
Sulla superficie interna del citotrofoblasto (esternamente alla membrana esocelomatica) si forma uno strato di connettivo lasso, il mesoderma extra-embrionale. Questo si inspessisce gradualmente, separando il trofoblasto dal disco germinale (l’unico collegamento rimane a livello del peduncolo di collegamento). All’interno di esso, cominciano a comparire delle cavità che via via confluiscono in una cavità unica, la cavità corionica (o celoma extraembrionale). Inoltre, la parte di mesoderma extraembrionale che circonda l’amnios prende il nome di mesoderma extraembrionale somatopleurico mentre la parte che circonda il sacco vitellino si chiama mesoderma extraembrionale splacnopleurico.
Lo stroma uterino, connettivo al di sotto dell’epitelio endometriale, subisce la reazione deciduale:
le cellule che lo compongono (cellule deciduali) si gonfiano arricchendosi di lipidi e glicogeno. La funzione primaria della reazione deciduale è di fornire sostanze nutritive all’embrione nelle fasi iniziali e di assicurare un sito immunologicamente privilegiato al concepito.
Tredicesimo giorno
In questo giorno, la lesione dell’epitelio endometriale dove è avvenuto l’impianto, è totalmente cicatrizzata. La cicatrizzazione può avvenire con leggere perdite di sangue che fanno pensare a delle mestruazioni.
Gli eventi salienti sono:
Comparsa dei villi coriali primari. Si tratta di colonne di a cellule del citotrofoblasto proliferanti che penetrano nella decidua materna. In questo modo, si stabilisce un’ulteriore comunicazione tra embrione e madre.
Formazione di una strozzatura nel sacco vitellino primario a livello della zona di passaggio tra le cellule dell’ipoblasto e la membrana esocelomatica. Questa diventa sempre più evidente, fino a quando le due parti si distaccano. Quella superiore (ipoblastica) è il sacco vitellino secondario, mentre quella inferiore (esocelomatica) forma una cisti che verrà presto riassorbita.
La struttura formata dal disco bilaminare, dall’amnios e dal sacco vitellino secondario aderisce al
citotrofoblasto a livello del suo polo amniotico. Un peduncolo di mesoderma extraembrionale
collega il disco embrionale al citotrofoblasto al livello del versante opposto.
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3 Quattordicesimo giorno
In questo giorno, alcune cellule dell’ipoblasto assumono un aspetto cilindrico e formano un’area circolare ispessita, la placca precordale. Questa è il primordio della membrana buccofaringea, od orofaringea, ed è posta nel luogo dove poi si svilupperà la cavità orale.
La placca precordale è anche un importante elemento per l’organizzazione della regione cefalica.
Terza settimana
Durante la terza settimana, avvengono una serie di eventi che verranno trattati singolarmente, ma che sono da intendere come quasi contemporanei tra di loro.
Gastrulazione
Si tratta di un processo che porta alla formazione del disco embrionale trilaminare.
La gastrulazione comincia quando si inizia a formare, sulla superficie dell’epiblasto, una linea (stria primitiva), la cui estremità cefalica presenta un nodo (nodo primitivo) con al centro una fossetta. Non appena compare la linea primitiva, diviene possibile identificare l’asse cranio-caudale dell’embrione, le sue superfici dorsale e ventrale e i suoi lati destro e sinistro (la fossetta e il nodo sono la regione cranio- caudale).
Alcune cellule dall’epiblasto attraversano la fossetta primitiva e si portano cranialmente, a contatto con l’ipoblasto, andandosi ad unire alla placca precordale.
Altre cellule dall’epiblasto migrano attraverso la linea primitiva e possono subire due destini diversi:
Una parte va a spostare le cellule dell’ipoblasto sostituendosi ad esse e forma l’endoderma.
Una parte si pone tra epiblasto e ipoblasto, queste cellule secernono abbondante matrice extracellulare allontanando progressivamente gli altri due foglietti e formando il mesoderma.
Le cellule che rimangono nell’ epiblasto costituiscono l’ectoderma. Ectoderma, mesoderma ed endoderma sono, assieme, il disco germinale trilaminare.La gastrulazione è un processo che avviene in senso cranio- caudale. Le porzioni dell’embrione che hanno già subito la gastrulazione possono andare incontro agli eventi successivi anche se il processo sta continuando più caudalmente.
Notogenesi
Si tratta del processo che porta alla formazione della notocorda, una struttura tubulare importante per l’accrescimento e l’organizzazione dell’embrione.
Avviene subito dopo la gastrulazione in diverse fasi:
1. Un contingente di cellule delmesoderma si invagina nella fossetta primitiva, formando un tubo mesodermico cavo che si spinge avanti fino alla placca precordale. Questo cordone si chiama processo notocordale.
2. A questo punto, la fossetta primitiva si prolunga all’interno del processo, trasformandolo nel canale cordale.
3. Alcune cellule mesodermiche migrano dalla linea primitiva spostandosi cranialmente,formando l’area cardiogenica primitiva (primordio del cuore), che si inizia a formare da qui a partire dalla fine della terza settimana.
4. Il pavimento del processo notocordale si fonde gradualmente con l’endoderma sottostante, e si
apre. In questo modo il canale cordale diventa il canale neuroenterico (che mette in comunicazione
amnios e sacco vitellino secondario). Le cellule del canale quindi si trasformano in una striscia
mediana appiattita che prende il nome di placca notocordale.
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4 5. Verso il 19° giorno, la placca si introflette richiudendosi su se stessa formando un cordone pieno, la
notocorda. Questa si sviluppa longitudinalmente, formando l’asse longitudinale dell’embrione.
Cranialmente arriverà fino alla membrana buccofaringea; caudalmente fino alla membrana cloacale Nell’adulto, i residui della notocorda sono presenti a livello del nucleo polposo dei dischi intervertebrali.
Grazie alla notocorda, si ha la formazione dei tre assi corporei (antero-posteriore, dorso-ventrale, destra- sinistra).
Comparsa dell’ allantoide
L’allantoide è un piccolo diverticolo di cellule endodermiche a forma di salsiccia (allas, in greco, significa proprio, “budello”, “salsiccia”).
Questo si immette entro il peduncolo di connessione a partire dal sacco vitellino secondario.
Negli embrioni umani, l’allantoide rimane molto piccolo e la sua porzione prossimale persiste per la maggior parte del periodo di sviluppo come un peduncolo denominato uraco, che dalla futura vescicola urinaria si porta alla regione ombelicale.
Negli adulti l’uraco è rappresentato dal legamento ombelicale mediano e i suoi vasi sanguigni diventano le arterie ombelicali.
Evoluzione dei villi coriali
All’inizio della terza settimana, i villi del trofoblasto diventano più complessi, il mesoderma extraembrionale si accresce all’interno dei villi dando luogo ai villi secondari, formati appunto da mesoderma
extraembrionale e cellule del citotrofoblasto.
Alcune cellule mesodermiche differenziano in cellule endoteliali dando luogo all’interno del villo alla formazione di capillari sanguigni: si parla ora di villi terziari.
Alla fine della terza settimana i capillari dei villi si fondono formando una rete arterocapillare che si connette con il cuore embrionale primitivo attraverso vasi che differenziano dal mesenchima del corion e si collegano tramite il peduncolo di connessione.
Quarta settimana
Effetti dei ripiegamenti
Alla fine della terza settimana l'embrione è piatto e formato dai tre foglietti germinativi. La sua lunghezza è di circa 4mm.
La crescita dell’ectoderma risulta più rapida rispetto al resto dell'embrione e avviene maggiormente in direzione cranio-caudale (longitudinale) piuttosto che medio-laterale (trasversale). Quest’espansione produce una piega cefalica e una piega caudale dando all’embrione una forma a C. Gli abbozzi ventrali si portano sotto l'endoderma avvolgendolo e ruotano su loro stessi di 180°. Le pieghe si sviluppano anche in senso trasversale, con l'effetto di deporre uno strato di amnios attorno all'intero embrione e di ripiegare appunto i foglietti ruotando gli abbozzi. L’endoderma cosi circondato e avvolto darà quindi all'intestino primitivo.
Archi faringei
Gli archi faringei sono delle strutture che danno origine a tutte le strutture della testa e del collo.
Sono 5 (I, II, III, IV e VI – il V è solo un abbozzo). Sono formati da mesenchima circondato da epitelio
endodermico internamente, ed epitelio ectodermico esternamente.
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5 Nel mesenchima degli archi faringei sono presenti anche cellule delle creste
neurali.
Inizialmente ogni arco è separato dall’altro da un solco faringeo. Inoltre, ogni arco ha una propria innervazione e una propria componente vascolare.
E’ possibile, per ogni arco, individuare le strutture a cui darà origine:
I arco (mandibolare): è dotato di due processi:
Il processo mascellare superiormente, da cui avranno origine l’osso mascellare, l’osso zigomatico ed altre ossa faciali.
Il processo mandibolare inferiormente, che contiene la cartilagine di Meckel
1; dà origine ai muscoli della masticazione e ai rami mascellare e mandibolare del nervo trigemino;
II arco (ioideo – cartilagine di Reichert): dà origine a staffa, processo stiloideo, piccolo corno e parte superiore del corpo dell’osso ioide. Da esso derivano i muscoli dell’espressione faciale e il nervo faciale;
III arco: dà origine ai grandi corni e al resto della porzione inferiore del corpo dell’osso ioide, al muscolo stilo-faringeo e al nervo glossofaringeo.
IV e VI arco: danno origine alle cartilagini laringee, ai muscoli intrinseci della laringe, e ad alcuni estrinseci, e al nervo vago.
Tasche faringee
Rappresentano la concavità che separa internamente gli archi e sono speculari ai solchi branchiali.
Sono rivestite da endoderma.
I tasca: dà origine ad un diverticolo, il recesso tubotimpanico. Questo si mette in contatto con rivestimento epiteliale del I solco e forma il meato acustico esterno. Questo meato si slarga distalmente, e dà origine alla primitiva cavità timpanica; prossimalmente, invece, rimane stretto e darà origine alla tuba uditiva (di Eustachio).
II tasca: dà origine alla primitiva tonsilla palatina.
III tasca: presenta un’espansione dorsale (che dà origine alla paratiroide inferiore) e un’espansione ventrale (che dà origine al timo) Entrambe le espansioni perdono il contatto con la parete faringea, determinando la discesa verso la parte caudale.
IV tasca: dà origine alla paratiroide superiore
V tasca: forma il corpo ultimobranchiale, da cui originano le cellule parafollicolari della tiroide.
Organogenesi
Evoluzione dell'ectoderma
Già a partire dalla terza settimana l'ectoderma si suddivide in due aree organo-formative:
Ectoderma nervoso, più profondo;
Ectoderma epidermico, più superficiale;
L'ectoderma a destino nervoso si forma per invaginazione dell’ectoderma a partire da una zona ispessita di cellule ectodermiche (piastra neurale). La piastra neurale verso il 18° giorno va incontro ad un processo chiamato neurulazione.
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Questa scomparirà del tutto, fatta eccezione per la porzione a livello di incudine e martello
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6 Nella piastra neurale origina un solco neurale che, continuando ad invaginarsi a partire dalla zona centrale dell’embrione, perderà il contatto con l’originario ectoderma e circondato da mesenchima si trasformerà alla fine della terza settimana nel tubo neurale. Le due estremità del tubo sono ancora aperte e si chiuderanno mediamente al 24° giorno (neuroporo anteriore) e al 26° giorno (neuroporo posteriore).
Il tubo neurale, ora completamente chiuso, diventa il primordio del sistema nervoso centrale: encefalo e midollo spinale.
Lateralmente ad esso vi sono cellule ugualmente di origine ectodermica: le cellule della cresta neurale. Esse sono una popolazione di cellule destinate a migrare in regioni diverse del corpo e si differenzieranno in cellule gliali, ma anche in melanociti e altre cellule di tipo dendritico.
Durante la IV settimana, quindi, l’ectoderma risulta suddiviso in tre aree organo-formative:
Ectoderma di rivestimento: epidermide, ghiandole esocrine ad esso collegate ed annessi cutanei;
Tubo neurale: cervello, midollo spinale, nervo ottico, retina, parte dell'ipofisi;
Creste neurali: cellule gliali, meningi, derma, muscoli dell'iride, cartilagini faciali, melanociti;
Evoluzione dell'endoderma
Durante i ripiegamenti della quarta settimana, l'endoderma, che riveste la cavità principale dell’organismo, va a formare tre regioni: l'intestino anteriore, quello medio e quello posteriore; ciascuna di queste porzioni non va a formare solo tratti dell'apparato digerente ma anche altri organi.
Intestino anteriore: intestino branchiale
2, apparato respiratorio, esofago, stomaco, fegato, pancreas, cistifellea, duodeno superiore;
Intestino medio: duodeno inferiore, intestino tenue e crasso, colon ascendente e i primi due terzi del trasverso;
Intestino posteriore: ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente e sigmoide, retto, vescica urinaria e uretra.
Evoluzione del mesoderma
Alla fine della terza settimana il mesoderma è diviso in cinque aree organo-formative:
Cordale;
Intermedio;
Parassiale;
Laterale
Splancnopleura;
Somatopleura.
Il mesoderma parassiale forma i somiti che all'inizio della IV settimana sono 42 paia.
I somiti in questa fase embrionale si incavano e si frammentano, dividendosi in due aree:
Sclerotomo, che forma l'abbozzo di vertebre, scapole e coste;
Dermomiotomo, che viene, ulteriormente suddiviso in:
Dermotomo, che origina il derma;
Miotomo, da cui originano i muscoli delle vertebre, del tronco e degli arti.
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