Células germinativas e Fertilização

Tanto o óvulo como o espermatozóide iniciam sua formação de maneira semelhante, com a meiose. Neste processo, duas divisões celulares consecutivas subsequentes a uma etapa de replicação de DNA originam quatro células haplóides a partir de uma célula diplóide.

Os óvulos desenvolvem-se em estágios, a partir de células germinativas primordiais, que migram para as gônadas muito cedo, durante o desenvolvimento para tornarem-se oogônias. Após a  proliferação mitótica, a oogônia transforma-se em oócitos primários que entram em divisão meiótica I e permanecem na prófase por anos.

No processo de maturação, os oócitos primários completam a divisão meiótica I, formando um corpo polar pequeno e um grande oócito secundário, o qual avança para a metáfase da divisão meiótica II. Neste ponto, o oócito permanece, até ser estimulado pela fertilização a completar a meiose e iniciar o desenvolvimento embrionário.

O espermatozóide é geralmente uma célula pequena, compactada, altamente especializada para a tarefa de fertilizar o óvulo.  Em homens, novas células germinativas iniciam meiose continuamente, a partir da maturação sexual e cada espermatócito primário origina quatro espermatozóides maduros. A diferenciação do espermatozóide acontece após a meiose, quando os núcleos são haplóides.

A fertilização em mamíferos é iniciada quando a cabeça do espermatozóide liga-se de modo espécie-específico à zona pelúcida que envolve o óvulo. Esta ligação induz a reação acrossômica no espermatozóide, que libera o conteúdo da sua vesícula acrossômica, incluindo enzimas que ajudam o espermatozóide a abrir caminho através da zona até a membrana plasmática do óvulo para fusionar-se a ela.

Este evento, por sua vez. Ativa a reação cortical do óculo, na qual grânulos corticais liberam seu conteúdo, incluindo enzimas que alteram a zona pelúcida, evitando a fusão de outros espermatozóides. O desenvolvimento do zigoto começa após a união dos dois pró-núcleos haplóides do óvulo e espermatozóide, combinado seu cromossomos para formar um único núcleo diplóide.

Clivagem, formação do blastocisto e implantação ou nidação

A divisão do zigoto em duas células-filhas denominadas blastômeros ocorre  em cerca de 30 horas após a fertilização. As divisões subsequentes seguem-se com rapidez umas após outras, formando blastômeros menores. Pelo terceiro dia, forma-se uma bola sólida de 16 ou mais blastômeros, denominada mórula. Ao se formar, a mórula alcança o útero.

Cerca de 4 dias depois, um líquido da cavidade uterina penetra na mórula e ocupa os espaços intercelulares, separando as células em duas porções:

Camada celular externa: trofoblasto, que dá lugar à parte da placenta;
Um grupo de células localizadas centralmente: massa celular interna (embrioblasto) que dará origem ao embrião.
Os espaços preenchidos com líquido se unem, formando a cavidade blastocística, transformando a mórula em um blastocisto.

As células trofoblásticas começam a invadir o epitélio e estroma endometrial subjacentes. Concomitantemente, o endoderma  começa a formar-se na superfície ventral da massa celular interna; é o primeiro dos três folhetos germinativos primitivos do embrião. Pelo fim da primeira semana, o blastocisto está superficialmente implantado no revestimento endométrico uterino.

O trofoblasto diferencia-se então em dois tipos, o citotrofoblasto e o sinciciotrofoblasto. O trofoblasto, ativamente erosivo, invade o estroma endometrial que contém capilares e glândula, e o blastocisto  aprofunda-se lentamente no endométrio.

Pequenos espaços surgem entre o trofoblasto e a massa celular interna. Estes espaços reunem-se para formar a cavidade amniótica. A massa celular diferencia-se então, formando o disco embrionário, constituído de epiblasto e hipoblasto. A cavidade amniótica aumenta, formando o âmnio.

A união dos vasos uterinos com as lacunas que surgem no siniciotrofoblasto representa o início da circulação intraplacentária.

No décimo dia surge o ponto de penetração do embrião, por um coágulo de obliteração. Pelo décimo segundo dia, o epitélio já regenerou, recobrindo o blastocisto. Isso provoca uma diminuta elevação na superfície do endométrio. O concepto embebe-se completamente dentro do endométrio, denominando-se implantação intersticial.  O blastocisto geralmente se implanta na parte superior do útero, um pouco mais freqüentemente na parede posterior do que na anterior.

Placenta e Saco Amniótico

Formação da placenta

Depois da implantação, as células trofoblásticas emitem projeções que se transformam nas vilosidades placentárias. O sangue fetal flui através de duas artérias umbilicais e retorna pela veia umbilical. Entretanto, o sangue da mãe flui das artérias uterinas e retorna para as veias uterinas. Assim, as vilosidades que levam o sangue fetal são circundadas pelos seios que contêm o sangue materno.

Durante as primeiras 16 semanas de gestação, ainda está presente uma camada adicional de células, imediatamente abaixo da camada trofoblástica sincicial. Mesmo quando há maturação completa da membrana placentária, esta possui uma espessura de várias camadas de células e é relativamente grande a distância entre o sangue materno e o fetal (Anexo II).

Permeabilidade da placenta

A principal função da placenta é permitir o transporte de nutrientes do sangue da mãe para o feto e o transporte de excretas do feto para a mãe.

No início do desenvolvimento, a permeabilidade é baixa, por duas razões:
A área da superfície da membrana é pequena;
As membranas vilosas não foram reduzidas ao tamanho mínimo.

À medida em que a placenta se desenvolve, a permeabilidade aumenta, até o último mês de gravidez, quando novamente regride. Esta regressão é causada pela decomposição da placenta pela idade ou pela destruição de segmentos inteiros.

Podem ocorrer também rupturas na membrana placentária, permitindo a troca de sangue do feto para a mãe ou vice-versa.

Difusão do Oxigênio:

O oxigênio passa do sangue da mãe para o do feto, devido a um gradiente de pressão de oxigênio do sangue materno para o fetal. A quantidade de oxigênio obtida pelo feto é relativamente pequena, entretanto é o necessário para que todos os seus tecidos sejam oxigenados. Isso acontece porque a hemoglobina fetal é sintetizada antes do nascimento, podendo esta transportar de 20 a 30% mais oxigênio que a materna. Além disso, o feto possui cerca de 50% mais hemoglobina que a mãe e, ao difundir o oxigênio para o feto e retirar o dióxido de carbono (evento que deixa o sangue da mãe mais ácido e do feto mais alcalino), a tendência é cada vez mais oxigênio passar para o concepto.

Difusão do Dióxido de Carbono
A única forma de excreção do dióxido de carbono é pela placenta. A pressão de dióxido de carbono no sangue do feto é maior que na mãe. Assim, a difusão é até 20 vezes maior que do oxigênio.

Difusão de Nutrientes
Os substratos metabólicos necessários ao feto se difundem da mesma forma que o oxigênio. O nível de glicose fetal é  até 30% menor no feto, pois esta é metabolizada mais rápido. Isso promove uma rápida difusão da glicose da mãe para o feto.

Os ácidos graxos também passam para o feto, porém mais lentamente. Da mesma maneira, agem os corpos cetônicos, íons sódio, potássio e cloretos se difundem da mãe para o feto.

Amnion
O amnion é uma fina membrana, derivada do ectoderma e mesoderma, envolvendo o embrião, formando um saco amniótico, cheio de líquido amniótico. Em estágios avançados do desenvolvimento, o amnion fica em maior contato com o córion. O desenvolvimento amniótico inicia-se durante o princípio do desenvolvimento fetal, junto com o disco embrionário. O fluido amniótico possui quatro funções sobre o embrião e posteriormente sobre o feto:

Permite que o desenvolvimento seja simétrico;
Absorve e protege contra possíveis choques;
Ajuda a manter pressão e temperaturas constantes;
Tem importância no desenvolvimento de músculos, esqueleto e sangue.

Primeiramente, o fluido amniótico é uma solução isotônica, porém com o passar do tempo, a urina do feto, depositada neste, muda sua concentração. O líquido possui células do feto, da placenta e do saco amniótico. Uma vez que todas estas células tem a mesma origem embriológica, possuem a mesma carga genética. Através de análises do conteúdo gênico de células do fluido amniótico, pode-se determinar anormalidades genéticas.