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