sviluppo del mesoderma intermedio - e-learning
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SVILUPPO DEL MESODERMA INTERMEDIO
Localizzazione del mesoderma intermedio in una neurula di mammifero
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Mesoderma intermedio è inizialmente in continuità con mesoderma dorsale e laterale.
M.I. si isola dal resto del mesoderma
e forma un cordone nefrogeno che
rimane vicinissimo al celoma
Cordone nefrogeno
Celoma
Nella parte cefalica, M.I. subirà
segmentazione suddividendosi in
unità metameriche
Nefrotomi
Metameria solo abbozzata nella parte
media, assente nella parte caudale
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Dai peduncoli mesodermici (mesoderma intermedio) deriva l’apparato uro-genitale
Evoluzione del mesoderma
intermedio in senso cefalo-
caudale e tappe
cronologiche successive
1 - PRONEFRO
2 - MESONEFRO
3 - METANEFRO
APPARATO ESCRETORE
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Nel pronefro il cordone si scinde in
nefrotomi pieni che successivamente si
cavitano e si allungano in direzione
caudale originando il dotto pronefrico
che raggiunge la cloaca.
Nei Mammiferi il pronefro degenera e
scompare senza mai diventare attivo.
SVILUPPO DEL RENE (NEI MAMMIFERI)
La segmentazione caratteristica dei nefrotomi è
evidente solo nella pate cefalica del mesonefro
Metanefro non è segmentato
PRONEFRO: si forma inizialmente (al giorno 22 per
l’uomo) un rene anteriore situato tra testa e corpo in
posizione ventrale rispetto ai somitiPRONEFRO: 3-4 peduncoli si
accrescono in lunghezza,
ripiegandosi in direzione
caudale,
L’ultimo peduncolo si ripiega
caudalmente e prolifera in
direzione caudale: si forma un
cordoncino cellulare che si cavita
DOTTO PRONEFRICO
sbocca nella cloaca embrionale,
ultimo tratto dell’intestino
Ciascun tubulo che si è formato dal
peduncolo si apre nel celoma con un
imbuto ciliato detto NEFROSTOMA
Nei vertebrati l’apparato escretore è formato da una componente epiteliale tubulare,
nefrone, e da una componente vascolare data da gomitoli di capillari arteriosi, glomeruli
I tubuli hanno origine dai peduncoli del somite e quindi hanno un’origine mesodermica
metamerica, mentre i glomeruli si sviluppano a spese della rete arteriosa
Mesoderma
laterale
L’unità filtrante (glomo) si proietta nel celoma ed è irrorata da un’ arteriola che proviene
dall’aorta dorsale. A livello del glomo il filtrato passa dal sangue al celoma dove, attraverso il
nefrostoma, passa al dotto pronefrico
Pronefro
Pronefro
GlomoSomite
Il PRONEFRO è funzionante nei pesci e nelle larve
di anfibi ma non negli amnioti
Nei mammiferi il pronefro degenera, mentre persistono
le parti più caudali del DOTTO PRONEFRICO che
costituiscono il DOTTO DI WOLFF componente del
sistema escretore durante il suo sviluppo
Man mano che il pronefro degenera, la porzione mediale
del dotto nefrico induce una nuova serie di tubuli
renali nel mesenchima nefrogeno adiacente
E’ importante come fonte di cellule staminali emopoietiche e nel
maschio alcuni tubuli permangono e diventano condotti
deferenti nei testicoli, mentre nella femmina la regressione dei
tubuli mesonefrici è completa
Si forma il MESONEFRO (giorno 25° per l’uomo).
In alcuni mammiferi può funzionare temporaneamente per
la filtrazione del sangue e la produzione di urina
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- Nefrotomo pieno
- Vescicola nefrotomiale
- allungamento della vescicola in tubulo
- rigonfiamento della estremità del tubulo a formare una camera glomerulare che si dispone
attorno ad un’ansa capillare proveniente dall’aorta
- apertura del tubulo nel dotto pronefrico (che da questo momento diventa dotto mesonefrico
o dotto di Wolff)
Evoluzione del mesonefro
Mesod
erma
laterale
MESONEFRO
PRONEFRO
Tratto della regione apicale del tubulo renale si invagina e forma capsula di Bowman che
accoglie il glomerulo
In genere nei nefroni del mesonefro il nefrostoma si chiude. Si perde il collegamento del
celoma
Il filtrato passa dal glomerulo direttamente nel tubulo renale
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Rapporti tra mesonefro e abbozzi della gonade
Aorta
Cresta genitale
Dotto di Muller
Dotto di Wolff
Cavità peritoneale
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Nell’uomo, alla fine del 2° mese, il
mesonefro inizia a regredire
Nel maschio i tubuli mesonefrici in
corrispondenza della gonade e il dotto di
Wolff saranno integrati nei condotti
efferenti
Contemporaneamente inizia a differenziarsi
il metanefro dall’interazione tra blastema
metanefrogeno e diverticolo ureterico
L’accrescimento della parte inferiore
dell’embrione determina rimaneggiamenti
nella posizione di mesonefro e metanefro
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Sezione istologica in cui sono visibili contemporaneamente
il mesonefro e lo stadio iniziale del metanefro
1) il rene degli amnioti si forma più caudalmente rispetto al mesorene
2) sempre a spese del mesoderma dei peduncoli dei somiti che però in questa regione
caudale non appare metamerizzato ma costituisce una massa cellulare compatta detta
BLASTEMA METANEFROGENO
METANEFRO
IL MESENCHIMA METANEFROGENO (o BLASTEMA) induce la comparsa di una
evaginazione epiteliale dai dotti mesonefrici (GEMME URETERICHE)
Queste ramificazioni si separeranno dalla porzione caudale dei dotti di Wolff da cui si
originano per diventare gli ureteri, il sistema di raccolta dell’urina
Le gemme ureteriche penetrano nel
mesenchima metanefrogeno e
inducono questo tessuto
mesenchimale ad addensarsi attorno
ad esse e a differenziarsi nei
nefroni
Nel differenziarsi questo
mesenchima induce le gemme
ureteriche a ramificarsi
METANEFRO
INDUZIONE RECIPROCA NELLO SVILUPPO DEL RENE DEI MAMMIFERI
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Il diverticolo ureterico (o gemma ureterica) origina
all’inizio del 2° mese a livello dell’estremità caudale del
dotto di Wolff.
Raggiunge blastema metanefrogeno e si rigonfia a
formare il bacinetto.
Induzione reciproca:
il diverticolo ureterico induce il
blastema metanefrogeno a
sviluppare i tubuli renali;
il mesenchima metanefrogeno
induce il diverticolo a ramificarsi
nei dotti collettori.
Il diverticolo ha dato
origine all’insieme del
sistema escretore del
metanefro (uretere,
bacinetto, calici, tubuli
collettori).
Il blastema
metanefrogeno ha dato
origine a tutta la parte
elaboratrice (nefroni)
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Metanefro definitivo (a partire dal 3° mese)
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SPECIFICAZIONE DEL MESODERMA INTERMEDIO
Il mesoderma intermedio acquisisce la capacità di formare reni grazie a segnali ancora poco
conosciuti provenienti dal mesoderma parassiale.
Esperimento: Il mesoderma parassiale viene separato
chirurgicamente dal mesoderma intermedio nel lato destro del corpo
Come conseguenza SI È FORMATO UN RENE PRONEFRICO SOLO
SUL LATO SINISTRO
Pax2
Specificazione del
mesoderma intermedio,
con espressione di
Pax2, Pax8, Lim1, che
inducono formazione
del rene.
Nel topo, mutazioni di
Pax2 e Pax8
impediscono MET, con
mancata formazione
dei tubuli dei nefroni
dal blastema
Parte dalla porzione più
caudale del dotto di
Wolff
SVILUPPO DELLE GONADI
Tutti gli altri abbozzi di organi possono differenziarsi in un solo tipo di organo, invece
l’abbozzo gonadico può seguire 2 opzioni: differenziarsi in ovaio o in testicolo
Le gonadi realizzano una situazione embriologica unica
Prima che venga effettuata questa scelta la gonade dei mammiferi si sviluppa attraverso
uno stadio bipotente indifferenziato
Nell’uomo gli abbozzi delle gonadi compaiono nel mesoderma intermedio alla
4°settimana e restano sessualmente indifferenziati fino alla 7°settimana
La loro formazione è un processo attivo controllato da geni
I caratteri sessuali secondari sono determinati da ormoni secreti dalle gonadi
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Le gonadi (testicoli e ovari) presentano una dualità di costituzione
- linea germinale riproduttiva: cellule germinali
- linea nutritizia e di sostegno: cellule del Sertoli (testicolo), cellule follicolari (ovario)
Fine 3°settimana: le cellule germinali primordiali (PGCs) si evidenziano verso il 21° giorno
nella parete del sacco vitellino vicino al peduncolo allantoideo
amnios
embrione
sacco vitellino
allantoide
PGCs
Le gonadi si sviluppano da regioni pari del mesoderma intermedio e si formano in
posizione adiacente ai reni (mesonefro nei mammiferi) in via di sviluppo
La parte ventrale dell’abbozzo della gonade è costituita dall’epitelio della CRESTA GENITALE
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Le PGCs migrano lungo il mesentere dorsale e raggiungono la regione lombare.
Destinazione: creste genitali in corrispondenza del mesonefro
(durante la 5° settimana)
le cellule germinali invadono le creste genitali
L’epitelio celomatico delle creste prolifera originando cordoni sessuali primitivi
Cellule provenienti dal mesoderma intermedio e dal mesonefro entrano nelle creste per
formare le cellule somatiche della gonade.
SEZIONE
TRASVERSALE
UONO
Durante lo stadio indifferenziato l’epitelio della
cresta genitale prolifera e si approfonda nel
mesenchima lasso su cui poggia: questi strati epiteliali
costituiscono i CORDONI SESSUALI.
Durante 4°settimana le cellule germinali
migrano nella gonade secondo modalità diverse
nelle diverse classi di Vertebrati e sono circondate
dai cordoni sessuali
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Come per le gonadi, la
formazione delle vie genitali
segue una via bisessuale:
-Dotto di Wolff 4° settimana
-6° settimana una piega del
mesoderma laterale origina il
dotto di Muller
-A partire dalla 7° settimana i
due dotti seguono vie diverse
in relazione al sesso
dell’embrione
IL DIFFERENZIAMENTO SEGUE DUE VIE DIFFERENTI
Cell germinali
abbandonano il cortex
ed entrano nei
cordoni sessuali
Cellule germinali
rimangono in relazione
con il cortex
Testicolo Ovario
Se l’embrione è XY i cordoni sessuali proliferano,
perdono la connessione con l’epitelio corticale e si
sviluppano nei tubuli seminiferi e nella rete testis
Successivamente la rete testis prende contatto con i
condottini efferenti, residuo dei tubuli mesonefrici che
connettono il testicolo con il Dotto di Wolf
Le cellule del mesenchima interstiziale del testicolo si
differenziano nelle cellule del Leydig, produttrici di
testosterone
SVILUPPO TESTICOLO
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Differenziamento dell’apparato genitale in senso maschile
Se l’embrione è XX le cellule germinali si
stabiliscono in prossimità della superficie esterna
della gonade
I cordoni sessuali originali degenerano, ma
l’epitelio produce nuovi cordoni sessuali corticali,
che frammentandosi in gruppi di cellule vanno a
circondare ciascuno una cellula germinale
I dotti di Wolff degenerano e i dotti di Muller
vanno a formare le vie genitali
Le cellule germinali diventano oociti e le cellule
dei cordoni diventano le cellule della granulosa
Le cellule follicolari secernono ormoni steroidei
SVILUPPO OVAIO
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A livello della zona di contatto tra
tubercolo di Muller e seno uro-genitale
si formerà la vagina
Cromosoma Y….
I testicoli secernono:
-ormone anti-Mulleriano
- il testosterone, ormone
mascolinizzante
L’EMBRIONE HA FENOTIPO FEMMINILE
Se manca il cromosoma Y gli abbozzi delle gonadi si sviluppano in ovaio
Se manca Y……
Le ovaie producono estrogeni, ormoni
che promuovono il differenziamento del
dotto di Muller in tube, utero…
OVAIO
TESTICOLO