Appunti esame Embriologia, Prof. Musaro, Filippini, De Felici, libro consigliato Embriologia Umana, De Felici

TGFβ,

extracellulare e da fattori solubili come FGF, EGF, HGF).

dipende dall’azione di:

La EMT di tipo I

 WNT

 TGFβ

Proteine della famiglia come Nodal e VG1

 Recettori FGF

 Membri della famiglia dei repressori trascrizionali delle E-caderine Snail/Slug

 L’ipossia causa l’attivazione di HIF-1 (fattore di trascrizione)

Origine della notocorda

Notocorda: cellule

dell’epiblasto che migrano dal

nodo primitivo

Mesoderma: da linea primitiva

Le cellule dell’epiblasto

migrano in direzione craniale,

a formare il processo

notocordale (si spinge tra

ectoderma ed endoderma fino

alla placca precordale, dove

l’ectoderma e l’endoderma

sono adesi ad impedire la

progressione del processo). Linea Primitiva in visione dorsale

Il processo si trasforma in

notocorda, con

modificazioni in tre fasi:

 

Canale cordale Placca cordale Notocorda



17° giorno Il processo presenta una cavitazione centrale, e forma un piccolo tubicino

cavo: il canale cordale.



18° giorno Il canale cordale aderisce con la faccia ventrale al foglietto endodermico; le

cellule corrispondenti alla linea di adesione, producono lacerazioni e trasformano il canale

in una doccia che mette in comunicazione il sacco vitellino secondario con la cavità

amniotica, detto canale neurenterico.

Il processo notocordale forma quindi una placca cellulare, la placca cordale.



19° giorno La placca si ispessisce e si ripiega su sé stessa, perdendo i contatti con

l’endoderma, si forma il cordone cilindrico di cellule interposto tra ectoderma ed endoderma,

Esso è l’asse intorno al quale si organizzano i corpi vertebrali ed i

noto come notocorda.

dischi intervertebrali, di cui formerà il nucleo polposo, per poi essere riassorbito quasi

completamente.

Alla fine della 3° settimana si estende dalla membrana bucco-faringea, fino al nodo primitivo;

la lunghezza della notocorda aumenta fino alla 4° settimana, quando raggiunge la membrana

cloacale, e la linea e il nodo retrocedono per poi scomparire.

Le fasi non sono simultanee, partono dal centro del disco (primi due somiti) e si estendono nei due

sensi.

Notocorda: intorno al quale si sviluppa l’embrione,

 Asse rigido si riassorbe rimanendo solo nei nuclei polposi

Asse longitudinale dell’embrione

 e l’organizzazione delle vertebre

 Coinvolta nella costituzione del mesoderma parassiale

Induce il differenziamento delle cellule dell’ectoderma in neuroectoderma

 (placca neurale)

21

Sviluppo e suddivisione del mesoderma

Le cellule dell’epiblasto si invaginano e migrano in tutte le direzioni, a formare due lamine di

mesoderma separate dalla notocorda.

18° giorno: Il mesoderma in prossimità dei lati della notocorda prolifera e forma due cordoni

paralleli, formati da tessuto, detti mesoderma parassiale (contemporaneo alla doccia

neurale). Lateralmente al mesoderma parassiale, il mesoderma rimane a forma di lamina

appiattita (mesoderma laterale).

19° giorno: Il mesoderma laterale si divide in due lamine:

 Una dorsale: Mesoderma somatico (somatopleura parietale) a contatto con

l’ectoderma e si continua con il mesoderma extraembrionale somatico (che riveste

l’amnios).

 Una ventrale: Mesoderma splancnico (splancnopleura viscerale) che aderisce

all’endoderma e continua con il mesoderma extraembrionale splancnopleurico

(riveste il sacco vitellino).

Tra le due lamine vi è il celoma intraembrionale che comunica con quello extraembrionale.

La parte di mesoderma tra il mesoderma parassiale, e quello laterale, assumerà la forma di

due cordoni paralleli a formare il mesoderma intermedio, che costituirà i cordoni urogenitali.

La porzione cefalica del mesoderma intermedio forma i nefrotomi, il mesoderma laterale e la

regione caudale dell’intermedio (che forma i reni) non si segmentano.

Fine della Terza Settimana: Il mesoderma parassiale inizia la segmentazione in direzione

cranio-caudale, dando il via alla formazione dei somitomeri (raggruppamenti cellulari).

Inizialmente organizzati come epitelio pseudostratificato, che circonda la cavità detta

somitocele o miocele. Dopo pochi giorni, tranne i primi 7, i somitomeri si frammentano a

formare dei blocchi distinti: i somiti (42/44 coppie).

 Mesoderma trasverso: massa cellulare davanti alla membrana bucco-faringea

che dà origine a parte del setto trasverso.

 Eminenza caudale: cellule che migrano dal nodo primitivo in regressione e danno

origine alla parte caudale del midollo spinale (neurulazione secondaria) e

dell’intestino primitivo.

Genesi del celoma intraembrionale intorno al 23° giorno:

1: Mesoderma Parassiale

2: Mesoderma Intermedio

3: Mesoderma Laterale

4: Processo Cordale

Sezione dell’amnion

5:

6: Celoma intraembrionale

7: Endoderma

8: Ectoderma

9: Somatopleura con ectoderma

10: Splancnopleura con endoderma

Il celoma intraembrionale è formato dalla confluenza delle piccole cavità del mesoderma laterale, è

un canale a forma di U che circonda l’estremità cefalica del disco embrionale ed i suoi lati fino alla

i

linea primitiva. È connesso al celoma extraembrionale finché grazie al ripiegamento dell’embrione

margini ectodermici si fondono separandoli. Da esso derivano le cavità sierose del corpo.

Formazione del sistema nervoso lungo l’asse mediano

17°-18° giorno: Compare la regione ispessita di ectoderma

cranialmente al nodo primitivo detto placca neurale, per azione induttiva della notocorda

sulle cellule dell’ectoderma sovrastanti. Le cellule diventano alte e colonnari, a forma di scudo

l’encefalo)

con estremità craniale più ampia (formeranno e caudale più stretta (formerà il

midollo spinale).

il 50% dell’ectoderma diviene placca neurale (neuroectoderma),

Circa il resto epidermide

(epiectoderma). 22

Fine della Terza Settimana: I margini laterali della placca si

sollevano a formare le pieghe neurali, la regione infossata

mediale forma la doccia neurale. Gradualmente le pieghe

neurali si saldano e formano il tubo neurale, la parte laterale

delle pieghe non incorporata forma le cellule della cresta

neurale, le cellule della cresta si separano dal tubo neurale e

mediante transizione epitelio-mesenchimale migrano nel

mesoderma.

La neurulazione è diversa lungo l’asse dell’embrione:

 Neurulazione primaria: origine alla parte anteriore del tubo neurale, come descritto sopra.

 Neurulazione secondaria: inizia a livello della 35° coppia di somiti, e

dà origine alla porzione caudale del tubo neurale. Avviene la formazione

del tubo da un cordone di cellule (eminenza caudale) indotto a

invaginarsi dal nodo primitivo in regressione, che diventa cavo.

La chiusura del tubo avviene intorno al 20° giorno, nella regione

cervicale (4° coppia di somiti) e procede in direzione cefalica e caudale,

poi si arresta per qualche giorno lasciando due aperture:

o Neuroporo anteriore: craniale, si chiude nel 25° giorno

o Neuroporo posteriore: caudale, si chiude nel 27° giorno

Esse comunicano con la cavità amniotica. La mancata chiusura della

porzione anteriore determina anencefalia, quella della porzione

posteriore la spina bifida.

Nella prima immagine una visione dorsale nel 19° giorno, sotto nel 21° giorno.

1: Placca neurale

2: Processo notocordale

3: Linea primitiva

dell’induzione neurale

Regolazione

È il processo mediante il quale le cellule dell’ectoderma si trasformano in tessuto nervoso.

 Induzione neurale anteriore: il nodo primitivo e il mesoderma della notocorda rilasciano

molecole come Noggin, Chordin e Follistatin, responsabili della dorsalizzazione del

e dell’induzione

mesoderma parassiale, neurale, in quanto inibiscono proteine BMP

(famiglia del TGFβ, con attività anti-neurale e di neutralizzazione del mesoderma) causando

l’induzione della placca neurale. L’azione del BMP durante la gastrulazione forma

l’epidermide dall’ectoderma e dal mesoderma intermedio e laterale ventrale.

 Induzione neurale posteriore: FGF, acido retinoico e Wnt-3a sono invece responsabili

dell’induzione neurale posteriore (del romboencefalo e del midollo spinale).

La polarità dorso-ventrale del SNC è regolata dalla secrezione da parte della notocorda di SHH,

e dalla secrezione da parte dell’ectoderma di

Noggin, Chordin BMP, WNT, Tiorin. Di conseguenza

appare evidente come l’identità dorsoventrale sia data da gradienti opposti.

La separazione del tubo neurale è un processo che vede le cellule del tubo neurale esprimere

inizialmente E-caderina, ma una volta formato il tubo, esse sintetizzano N-caderina e N-CAM che

provocano il distacco dall’ectoderma, in quanto le cellule esprimono isoforme diverse di caderina.

Le cellule del neuroectoderma della placca neurale più laterali, sono esposte a livelli intermedi di

BMP, ciò le rende sensibili a fattori come WNT e FGF, secreti da ectoderma e mesoderma

parassiale, che inducono l’espressione di fattori di trascrizione che portano al differenziamento di

cellule ectodermiche in cellule della cresta neurale (transizione epitelio-mesenchimale).

23

Determinazione dell’asse antero-posteriore

Il primo segno della formazione dell’asse antero-posteriore sono la linea ed il nodo primitivo.

craniale dell’endoderma viscerale anteriore) raggiunta una posizione

Le cellule AVE (porzione

strategica nell’ipoblasto esprimono:

 HFN3β, HEX

Fattori trascrizionali: Goosecoid, Lim1, OTX-2

 Proteine secretorie: CER-1, LEFTY-1

Queste molecole sono funzionalmente necessarie per delimitare la regione dove si formeranno

le strutture della testa dell’embrione, SHAD2 e ai recettori per l’attivina

oltre a (regolano

l’espressione di CER-1 e LEFTY-1 che inducono lo sviluppo della regione anteriore e sono

antagonisti di Nodal, BMP e WNT, che inducono lo sviluppo della regione posteriore, mediante

transizione epitelio-mesenchimale) necessari ad evitare che le strutture posteriori si sviluppino nella

regione anteriore.

L’ipossia stabilizza ed attiva HIF-1, che regola la twist, in grado di reprimere l’espressione di E-

caderine, inducendo quindi la transizione epitelio-mesenchimale.

Determinazione dell’asse dorso-ventrale

È presente una prima suddivisione nella blastocisti, dove l’asse embrionale (ICM) e quello

abembrionale (blastocele) sono ben suddivisi.

L’ipoblasto (ventrale) e l’epiblasto (dorsale).

È anche determinato da parte di fattori di crescita secreti dal nodo primitivo e dalla notocorda, che

determin