Embriologia: o que é, as 3 fases principais e para o que serve

Entende-se por Embriologia, a área da Biologia voltada para o estudo dos organismos durante o seu estágio embrionário, analisando seu desenvolvimento e caracterizando cada processo durante a formação do indivíduo.

A Embriologia estuda todas as fases e processos do desenvolvimento embrionário, desde os mecanismos de formação das células especializadas em reprodução (gametas), até a formação de todos os órgãos e o desenvolvimento completo do indivíduo. Ela se divide em três fases principais: segmentação, onde o óvulo fertilizado se divide repetidamente, formando um aglomerado de células; gastrulação, fase que reorganiza as células em camadas germinativas, preparando o embrião para os próximos estágios de desenvolvimento; organogênese, momento em que os órgãos começam a se formar a partir das camadas germinativas. 

Essa área da Biologia se encontra dentro de um campo maior de estudo, conhecido como Biologia do Desenvolvimento. Esse campo busca, utilizando conceitos de Citologia, Histologia, Biologia Molecular, Genética, Evolução e Zoologia, compreender os processos de desenvolvimento dos indivíduos ainda nos estágios iniciais de formação.

Através dos avanços nos estudos da Embriologia, foi possível notar que o desenvolvimento embrionário pode apresentar diferenças significativas de uma espécie para outra. Em humanos, os estágios que precedem o desenvolvimento embrionário são os processos de gametogênese e fecundação. Após a fecundação, o desenvolvimento embrionário pode ser subdividido nos processos de segmentação, gastrulação e organogênese.

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É o processo de formação das células reprodutoras chamadas de gametas. Nesse processo, uma célula inicial diplóide (2n) chamada de célula germinativa ou de gônia (espermatogônia para formação do gameta masculino e ovogônia para formação do gameta feminino) se divide de modo que ao final são geradas quatro células chamadas de gametas contendo metade do material genético presente na célula germinativa, sendo, portanto, haplóides (n).

Essa divisão celular em que gera células com metade do material genético da célula inicial é chamada de Meiose e é fundamental para a formação dos gametas e para garantir a variabilidade genética.

O gameta masculino é chamado de espermatozóide e fica armazenado em grande quantidade na região chamada epidídimo, próxima aos testículos nos indivíduos do sexo biológico masculino. O gameta feminino é chamado de óvulo e fica armazenado em grande quantidade nos ovários presentes nos indivíduos do sexo biológico feminino.

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É o processo de união dos gametas (masculino e feminino) para a formação do embrião que irá se tornar um indivíduo após o desenvolvimento embrionário.

O processo de fecundação pode ser bastante variável de uma espécie para outra, podendo ocorrer de forma externa (os indivíduos liberam seus gametas no ambiente, geralmente na água, e é no ambiente que acontece o encontro) ou interna (um indivíduo deposita seus gametas no interior de outro indivíduo, onde ocorre o encontro).

Os indivíduos podem ser monóicos, isto é, apresentar ambos os sexos e, consequentemente, ambos os gametas. Nesse caso, a fecundação ainda pode ser:

• Cruzada: quando promove a união entre gametas de indivíduos diferentes da mesma espécie, sendo um processo importante para garantir a variabilidade genética.
• Autofecundação: quando os gametas masculino e feminino de um mesmo indivíduo são unidos. Nesse caso, não há variabilidade genética, mas é um processo importante quando o indivíduo se encontra em um ambiente isolado.

Fecundação humana

A espécie humana, por exemplo, é uma espécie dióica (indivíduos apresentam apenas um dos sexos biológicos - masculino ou feminino - e, consequentemente, apenas um dos gametas).

Nesse caso específico da espécie humana, o encontro dos gametas ocorre através do ato sexual, quando os espermatozóides, depositados no interior do útero, caminham em direção dos ovários e tentam penetrar um óvulo unitário, encontrado no meio do caminho - mais especificamente nas trompas uterinas.

Esse processo de união dos gametas é chamado de cariogamia, pois os gametas fundem seus núcleos celulares haplóides (n) gerando uma célula diplóide (2n).

Essa célula, formada a partir da união dos gametas, é chamada de zigoto (ou célula-ovo). É a partir dessa célula inicial que se forma o embrião que irá se desenvolver em um indivíduo.

Após a fecundação, o zigoto sofre uma série de divisões mitóticas, formando várias células chamadas de blastômeros. Essas células permanecem unidas até formarem uma estrutura semelhante a uma amora, chamada de mórula. Uma mórula humana contém de 10 a 12 blastômeros.

Esse processo de sucessivas divisões celulares que o zigoto passa é chamado de segmentação, ou, ainda, de clivagem. É caracterizado pelo aumento do número celular sem aumentar o volume do embrião.

Em humanos, a mórula é formada de três a quatro dias após a fecundação. Ainda durante as clivagens, uma cavidade interna da mórula chamada de blastocele começa a ser formada para ser preenchida com água. Assim que a cavidade é completamente formada, o embrião passa do estágio de mórula para o estágio de blástula.

A blástula - também chamada de blastocisto - em desenvolvimentos embrionários de mamíferos placentários, é uma esfera formada de blastômeros, com interior formando uma cavidade preenchida por água, chamada de blastocele. O estágio de blástula é comum em todos os indivíduos do Reino Animal.

Em mamíferos placentários, a partir do blastocisto são formados dois tipos de células:

• Trofoblastos: células que irão se desenvolver e gerar a placenta, importante anexo embrionário dos placentários;
• Embrioblastos: células que irão formar e dar continuidade no desenvolvimento do embrião.

Blástula.

Após a segmentação e o desenvolvimento da blástula (de três a quatro semanas após a fecundação), o embrião entra no estágio da gastrulação.

Durante esse período, aumenta não só o número de células como o volume total do embrião, que agora é chamado de gástrula.

No início da gastrulação, determinadas células começam a se dividir rapidamente e a migrar para próximo das células do pólo oposto. Essa movimentação gera uma invaginação na gástrula que formará o arquêntero, a cavidade que dará origem ao tubo do sistema digestório.

A primeira formação a partir do arquêntero da região, chamada de blastóporo, permite classificar os indivíduos em:

• Deuterostômios: organismos em que a abertura do arquêntero pro meio externo  (blastóporo) gera primeiro o ânus, como os cordados e os equinodermos;
• Protostômios: organismos em que a abertura do arquêntero (blastóporo) gera primeiro a boca, observado nos moluscos, anelídeos e artrópodes;

É, ainda, no estágio de gastrulação que ocorre a formação dos três folhetos embrionários, também chamados de folhetos germinativos.

Os folhetos embrionários são as primeiras células com capacidade de diferenciação que aparecem no embrião. É a partir delas que os demais órgãos são formados.

Os animais, com exceção dos poríferos e dos cnidários - que são diblásticos -, apresentam três folhetos germinativos e, por isso, são chamados de triblásticos.

• Ectoderma: folheto em contato com o meio externo e que é responsável por originar a pele, o sistema nervoso, pelos, unhas, glândulas mamárias, retina, nariz, orelhas, células bucais e a hipófise;
• Mesoderma: folheto localizado entre o ectoderma e o endoderma. Forma o músculo liso, cartilagem, tecidos conjuntivos, vasos sanguíneos e linfáticos, baço, rins, ovários, testículos e a maior parte do sistema cardiovascular;
• Endoderma: folheto mais interno, é o responsável pela formação dos revestimentos epiteliais internos, como os presentes nas vias respiratórias e no trato gastrointestinal, glândulas da tireóide e paratireóide, timo, fígado, pâncreas, bexiga, tímpanos e outras estruturas auditivas.

Esquema de formação da Gástrula: 1-Blástula; 2-Gástrula; Laranja: Ectoderma; Vermelho: Endoderma; Marrom: Mesoderma.

Além dos folhetos embrionários, na gastrulação de alguns indivíduos também ocorre a formação do celoma - outra cavidade que servirá de depósito dos órgãos do indivíduo após o desenvolvimento completo.

A característica do celoma é ser uma cavidade totalmente delimitada por mesoderma. A partir dessa característica, é possível classificar os filos dos animais em:

• Acelomados: organismos que não possuem celoma. Exemplo: platelmintos;
• Pseudocelomados: organismos que possuem uma cavidade, mas esta é delimitada por mesoderma e endoderma. Exemplo: nematelmintos;
• Celomados: indivíduos que possuem o celoma. Exemplo: cordados, moluscos, anelídeos, equinodermos e artrópodes.

É na gastrulação dos cordados que é formada a notocorda, localizada no centro do embrião. Acima da notocorda é formado, posteriormente, o tubo dorsal, que dará origem ao sistema nervoso. Abaixo da notocorda está localizado o arquêntero, muitas vezes chamado de intestino primitivo ou tubo digestivo primitivo.

Embrião de um Vertebrado Mostrando o Tubo Neural, Notocorda (Entre o Tubo Neural e o Tubo Digestivo), Tubo Digestivo, Celoma e os folhetos embrionários.

Após a formação dos folhetos embrionários e das estruturas características - como notocorda e arquêntero -, as células do embrião passam pelo processo de diferenciação celular.

Neste processo, sinalizadores são enviados e ativados nas células, de forma que elas mudem sua morfologia e adquiram funções específicas. Após a diferenciação, as células podem se agrupar para formar tecidos e, a partir disso, formam os órgãos do indivíduo.

Portanto, a partir da gastrulação, o embrião entra na fase de organogênese, onde seus órgãos são formados. Essa fase permanece até o fim do desenvolvimento embrionário.