SVILUPPO DEI MAMMIFERI

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1 TERATOLOGIA La EMBRIOLOGIA è lo studio dello sviluppo dell uovo dalla fecondazione sino all organogenesi La TERATOLOGIA è lo studio delle alterzioni della normale struttura anatomica e funzionale di un organo o di un apparato che insorgono nel corso dello sviluppo embrionale e che possono manifestarsi come vere mostruosità.

2 SVILUPPO DEI MAMMIFERI FECONDAZIONE ZIGOTE SEGMENTAZIONE BLASTULAZIONE GASTRULAZIONE ORGANOGENESI

3 DESTINO DELLE CELLULE DELLA BLASTOCISTI

4 L ORGANOGENESI E ASSOCIATA ALL ISTOGENESI GUIDATA DA FENOMENI DI DETERMINAZIONE, DIFFERENZIAMENTO E DI INDUZIONE. DETERMINAZIONE: PASSAGGIO DA CELLULE PLURIPOTENTI AD UN CITOTIPO O LINEA CELLULARE. DIFFERENZIAMENTO (regolata dalla REGOLAZIONE GENICA): MANIFESTAZIONE MORFO-FUNZIONALI DI UN DETERMINATO CITOTIPO LE CUI CARATTERISTICHE VENGONO MANTENUTE NELLE CELLULE FIGLIE. DNA GENI PROTEINE

5 DIFFERENZIAMENTO PATTERN FORMATION E PIANI CORPOREI (ASSI DELL EMBRIONE) Le cellule differenziate od in via di differenziamento possiedono informazioni su come disporsi spazialmente per generare strutture complesse. SPECIFICAZIONE DORSO- VENTRALE DEL TUBO NEURALE

6 LO SVILUPPO E CARATTERIZZATO DA CAMIAMENTI DIMENSIONALI, BIOCHIMICI, FISIOLOGICI, MORFOLOGICI E FUNZIONALI. QUESTI CAMBIAMENTI SONO DIRETTI DA FATTORI CHE REGOLANO LA TRASCRIZIONE, IL PRIMO FRA TUTTI E L EREDITA MATERNA PRESENTE NELL UOVO PRIMA DELLA FECONDAZIONE (DETERMINANTI CITOPLASMATICI). QUESTI FATTORI A LORO VOLTA ATTIVANO GENI REGOLATORI DEL GENOMA EMBRIONALE E LA CONSEQUENZIALE ATTIVAZIONE GENICA CONTINUA LUNGO TUTTO IL PERIODO DI SVILUPPO.

7 DETERMINANTI CITOPLASMATICI QUESTI FATTORI A LORO VOLTA ATTIVANO GENI REGOLATORI DEL GENOMA EMBRIONALE E LA CONSEQUENZIALE ATTIVAZIONE GENICA CONTINUA LUNGO TUTTO IL PERIODO DI SVILUPPO.

8 MECCANISMI DI SEGNALI INTERCELLULARI ENDOCRINIA PARACRINIA AUTOCRINIA CONTATTO CELLULA-CELLULA

9 SEGNALI INTERCELLULARI ED INTRACELLULARI SONO ESSENZIALI PER IL NORMALE SVLUPPO E DIPENDONO DA FATTORI TRASCRIZIONALI, TRADUZIONALI, POST-TRADUZIONALI (ES. FOSFORILAZIONE)

10 FATTORI DI CRESCITA FONDAMENTALI PER LO SVILUPPO E L ORGANOGENESI FGF, fibroblast growth factors Fosforilazione ERK ed ingresso nel nucleo con attivazione di fattori di crescita TGF-β, trasforming growth factors TGF-β, Activine, BMP (bone morphogenic proteins), GDF (growth fifferentiation factors)

11 FATTORI CHE AGISCONO MEDIANTE RECETTORI TIROSINCHINASICI IGF (fattori insulina-simili) EGF (epidermal growth factor) PDGF (patlet-derived growth factor) NEUTROFINE (NT3,NT4) NGF (nerve growth factor)

12 FAMIGLIA DEI FATTORI HEDGEHOG (Sonic hedgehog-shh, Indian hedgehog-ihh, desert edgehog-dhh) Proteine ad azione paracrina o di gradiente di concentrazione che stimolano la proliferazione cellulare, il commitment e la sopravvivenza cellulare in diverse tappe dello sviluppo TRASDUZIONE DEL SEGNALE DEI FATTORI SHH

13 FATTORI DI CRESCITA FONDAMENTALI PER LO SVILUPPO E L ORGANOGENESI FGF, fibroblast growth factors ERK (Extracellular signal-regulated kinases) Fosforilazione ed ingresso nel nucleo con attivazione di fattori di crescita TGF-β, trasforming growth factors TGF-β, Activine, BMP (bone morphogenic proteins), GDF (growth fifferentiation factors)

14 MECCANISMO D AZIONE DI ERK

15 MECCANISMO D AZIONE DI TGF-β e BMP factors

16 PATTERNING LUNGO L ASSE DORSO-VENTRALE DEL CORPO: RUOLO DI SHH E BMP4 FORMAZIONE DEL TUBO NEURALE BMP4 (bone morphogenic proteins) SONIC HEDGEHOG (SHH)

17 PATTERNING LUNGO L ASSE DORSO-VENTRALE DEL CORPO: RUOLO DI SHH (SONIC HEDGEHOG )

18 FAMIGLIA DEI FATTORI HEDGEHOG (Sonic hedgehog-shh) Proteine ad azione paracrina o di gradiente di concentrazione che stimolano la proliferazione cellulare commitment e la sopravvivenza cellulare in diverse tappe dello sviluppo TRASDUZIONE DEL SEGNALE DEI FATTORI SHH

19 PATTERNING LUNGO L ASSE ANTERO-POSTERIORE DEL CORPO RUOLO DEI GENI Hox I GENI Hox CODIFICANO PER PROTEINE CHE SI LEGANO AL DNA AGENDO DA FATTORI DI TRASCRIZIONE

20 PATTERNING LUNGO L ASSE ANTERO-POSTERIORE DEL CORPO: RUOLO DEI GENI Hox VERTEBRE CON FORMA TIPICA REGIONALE DOMINANZA POSTERIORE

21 INTERAZIONI CELLULARI, GENETICHE ED ORMONALI DELL APPARATO GENITALE DURANTE LO SVILUPPO

22 TERATOLOGIA FATTORI TERATOGENI ENDOGENI Alterazioni ereditarie o alterazioni cromosomiche ESOGENI Fattori casuali Fattori terapeutici Fattori sperimentali

23 MUTAZIONI GENICHE CROMOSOMICHE GENOMICHE (struttura dei cromosomi) (numero dei cromosomi)

24 ANOMALIE NUMERICHE DEGLI AUTOSOMI TRISOMIA DEL CROMOSOMA 20 (61,XX,120) NEI BOVINI Feto bovino con trisomia 21 con marcato anasarca (edema sottocutaneo diffuso), cheiloschisi (fissurazione del labbro), leggera cranioschisi (difetto di sviluppo del cranio) con facies piatta.

25 TERATOLOGIA MODALITA D AZIONE DEI FATTORI TERATOGENI ESOGENI DIRETTA Inoculazione di una sostanza nell embrione, intervento chirurgico sull embrione INDIRETTA Azione sulla madre o sulle strutture deputate agli scambi materno-fetali PRODOTTO DEL CONCEPIMENTO Strutture per scambi materno-fetali

26 PERIODI CRITICI DI SVILUPPO

27 INCIDENZA DELLE MALFORMAZIONI CONGENITE

28 ANOMALIE AGENESIA o APLASIA assenza di uno o più organi IPOPLASIA minore sviluppo di uno o più organi DISGENESIA difettosa evoluzione o regressione di uno o più organi DISPLASIA alterazione qualitativa degli elementi morfologici IPERPLASIA Anomala moltiplicazione cellulare con aumentate dimensioni di un organo MANCATA FUSIONE DI ABBOZZI EMBRIONALI FUSIONE D ABBOZZI CHE DEVONO EVOLVERE INDIPENDENTEMENTE ECTOPIE Anomalia di posizione di organo

29 SVILUPPO DEL SISTEMA NERVOSO TUBO NEURALE E DIFFERENZIAZIONE DELLE VESCICOLE ENCEFALICHE

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31 MALFORMAZIONI DEL SISTEMA NERVOSO CRANIORACHISCHISI mancata chiusura del tubo neurale ANENCEFALIA parziale chiusura dell encefalo RACHISCHISI parziale chiusura del midollo spinale IDROCEFALIA Accumulo di liquido cefalo-rachidiano nelle cavità ventricolari o negli spazi sottoaracnoidei

32 MALFORMAZIONI DEL MIDOLLO SPINALE - MIELODISPLASIE MIELODISPLASIE: malformazioni del parenchima del midollo spinale DISRAFISMO SPINALE: MANCATA CHIUSURA DEL TUBO NEURALE associate anche a malformazioni vertebrali, meningoencefalocele, siringomielia, idrocefalo, cisti aracnoidee Cane e nel gatto

33 MALFORMAZIONI DEL MIDOLLO SPINALE - MIELODISPLASIE DIASTEMATOMIELIA (2 midolli con meningi separate) DIPLOMIELIA (2 midolli avvolti nelle stesse meningi) Tubo neurale Fistola enterica dorsale Midollo spinale notocorda vertebra Lume intestinale

34 MALFORMAZIONI DEL MIDOLLO SPINALE SPINA BIFIDA SPINA BIFIDA: chiusura incompleta di una o più archi vertebrali, risultante in una malformazione del midollo spinale, frequente nel tratto lombo-sacrale. SPINA BIFIDA OCCULTA SPINA BIFIDA APERTA SPINA BIFIDA CON MENINGOCELE SPINA BIFIDA CON MIELOMENINGOCELE SPINA BIFIDA CON MIELOSCHISI (alterata chiusura del tubo neurale)

35 MIELOSCHISI E RACHISCHISI TORACO-LOMBARE

36 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO ANENCEFALIA MICROCEFALIA IDROCEFALIA IDROMIELIA MENINGOCELE ENCEFALOCELE CICLOCEFALIA OTOCEFALIA

37 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - ANENCEFALIA Incompleto sviluppo della porzione cefalica del tubo neurale con mancata chiusura della doccia neurale. L alterata induzione da parte del tubo neurale determina cranioschisi ed il tessuto nervoso non risulta rivestito da ossa e cute.

38 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - CRANIORACHISCHISI Mancata chiusura di tutto il tubo neurale con conseguente continuazione delle strutture nervose con l epiblasto.

39 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - IDROCEFALIA Abnorme accumulo di liquor cerebrale in ventricoli cerebrali dilatati con compressione del tessuto nervoso sulle ossa della volta cranica tendenti ad allontanarsi tra loro. MACROCEFALIA: notevole dilatazione dei ventricoli cerebrali, esile strato di strutture nervose, notevole aumento del volume della scatola cranica con pareti ossee sottili e fragili. cause: abnorme produzione o alterata circolazione del liquido cefalo-rachidiano a livello dell acquedotto di Silvio o del IV ventricolo associato ad alterato drenaggio.

40 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - IDROMIELIA Dilatazione del canale ependimale associata ad ipersecrezione delle cellule ependimali. Può trovarsi associato all idrocefalia o alla spina bifida con mielomeningocele. SPINA BIFIDA CON MIELOMENINGOCELE

41 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - MENINGOCELE Ernia delle meningi con formazione di una cisti contenente liquido cefalo-rachidiano che attraversa la schisi di un tratto delle ossa della volta cranica o del rachide.

42 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - ENCEFALOCELE Protrusione della sostanza cerebrale per incompleta saldatura di alcune ossa della volta cranica ed ad aumento del liquido cefalo-rachidiano nei ventricoli. Il tessuto nervoso attraversa la schisi cranica. MENINGOIDROENCEFALOCELE MENINGOENCEFALOCELE Ernia rivestita da meningi Ernia rivestita da meningi e contenente liquido cefalo-rachidiano

43 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - ENCEFALOCELE Erniazione di una porzione dell encefalo

44 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - CICLOCEFALIA Telencefalo non diviso in due emisferi, con unica cavità e microcefalia. Anomalie delle strutture frontali ed atrofia delle porzioni anteriori del cervello. Assenza dell ipofisi e di tutte le strutture nasali (cute, fosse nasali, bulbi e nervi olfattivi. Talvolta si ritrova una proboscide (formazione cutanea a livello della radice del naso). CICLOCEFALO MONOFTALMO Presenza di un solo occhio CICLOCEFALO SINIFTALMO due globi oculari in una sola orbita

45 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO - CICLOCEFALIA CAUSE: Alterata induzione della placca precordale.

46 MALFORMAZIONI DELL ENCEFALO -OTOCEFALIA Atrofia del mesencefalo, parte del romboencefalo e del post-sfenoide. Padiglioni auricolari al di sotto della faccia. Manca una vera bocca, presenza di un abbozzo linguale, fosse nasali impervie per atresia coanale. Cause: alterazione degli abbozzi mandibolari, mascellari e sistema branchiale.

47 MALFORMAZIONI DELL ORGANO DELL OLFATTO - ARINENCEFALIA Disgenesia del rinencefalo, atrofia del telencefalo impari, mancato sviluppo della porzione mediana della faccia. Cause: alterata induzione della placca precordale con conseguente mancata formazione del rinencefalo.

48 MALFORMAZIONI DELL OCCHIO - ANOFTALMIA ANOFTALMIA: assenza di globi oculari compreso l abbozzo nervoso, malformazioni dell encefalo. ANOFTALMIA VERA: orbita riempita di tessuto adiposo. ANOFTALMIA SECONDARIA: anoftalmia da regressione del globo oculare in formazione.

49 FASI DI SVILUPPO DELL OCCHIO

50 Ipoplasia dell occhio. MALFORMAZIONI DELL OCCHIO - MICROFTALMIA

51 MALFORMAZIONI DELL OCCHIO - CICLOPIA Unico globo oculare (MONOFTALMO) in singola cavità orbitaria mediana in corrispondenza della narice del naso. E associata alla ciclocefalia (malformazione faccia, naso,encefalo).

52 Veratro: pianta del genere di liliacee MALFORMAZIONI DELL OCCHIO - CICLOPIA Unico globo oculare (MONOFTALMO) in singola cavità orbitaria mediana in corrispondenza della narice del naso. E associata alla ciclocefalia (malformazione faccia, naso,encefalo).

53 MALFORMAZIONI DELL OCCHIO COLOBOMA Il coloboma oculare è un difetto dello sviluppo del cristallino, dell'iride, della coroide o della retina. La sintomatologia può essere molto variabile, dalla semplice schisi dell'iride inferiore, all'assenza del tessuto retinico in una larga parte della porzione inferiore della retina. Anche la papilla può essere coinvolta. Origina dalla mancata chiusura della fessura corioidea dell'embrione. Proprio per la loro origine embriologica, i colobomi sono di solito inferiori. FESSURA CORIOIDEA

54 MALFORMAZIONI DELL OCCHIO COLOBOMA DELL IRIDE Anomala chiusura del margine ventrale del calice ottico (fessura coroidea). E frequente nei cani Collie.

55 AGENESIA PALPEBRALE E COLOBOMA DELL IRIDE Coloboma atipico OD, a ore 12, con pupilla non circolare ma allungata verticalmente e dorsalmente

56 Imperfetta chiusura della fessura coroidea. MALFORMAZIONI DELL OCCHIO RETINOCELE Retina erniata

57 MALFORMAZIONI DELL OCCHIO CATARATTA IPERTELORISMO Opacità del cristallino, per imperfetto ricambio Eccessiva distanza delle cavità orbitali IPOTELORISMO ridotta distanza delle cavità orbitali ANIRIDIAIA assenza dell iride FAGHIA assenza del cristallino ASTIGMATISMO MIOPIA IDROFTALMIA GLAUCOMA anomala curvatura della cornea anomala curvatura del cristallino alterata eliminazione dell umor acqueo con dilatazione del globo oculare. squilibrio circolatorio venoso

58 MALFORMAZIONI DELL ORECCHIO ESTERNO ANOTIA: assenza del padiglione auricolare. SINOTIA: fusione dei padiglioni auricolari al di sotto della faccia. Si riscontrano in corso di otocefalia. Cause: alterazione degli abbozzi mandibolari. MACROTIA: grandi dimensioni dei padiglioni auricolari. MICROTIA: ridotte dimensioni dei padiglioni auricolari.

59 MALFORMAZIONI DEL CRANIO Principalmente OSSA DELLA VOLTA CRANICA e sono associate ad anomalie dell encefalo: ciclocefalia, arinencefalia, idrocefalia, encefalocele.

60 MALFORMAZIONI ARTI

61 ANOMALIE DEGLI ARTI AMELIA, ECTROMELIA Assenza di uno o più arti MEROMELIA Assenza di parte di un arto FOCOMELIA Arti privi dei segmenti prossimali simili a pinne di foca (bilaterale) EMIMELIA Arti privi dei segmenti distali (unilaterale) ECTRODATTILIA Assenza di uno o più dita ADATTILIA POLIDATTILIA SINDATTILIA ANCHILOSI Assenza di tutte le dita Aumento del numero delle dita Fusione di una o più dita. limitazione grave o l'annullamento completo e permanente dei movimenti di un articolazione.

62 ANOMALIE DEGLI ARTI AMELIA (ABRACHIA) MONOLATERALE

63 ANOMALIE DEGLI ARTI POLIDATTILIA GATTO VITELLO

64 ANOMALIE DEGLI ARTI ANCHILOSI DELL ARTICOLAZIONE DEL GOMITO

65 ANOMALIE GRAVI DELLA FACCIA DIPROSOPIA Duplicazione più o meno estese della faccia. Cause: alterazioni craniali della notocorda.

66 DIPROSOPIA

67 DICEFALIA

68 ANOMALIE DELLA FACCIA FENDITURE LABIO-PALATINE Difettosa saldatura dei processi facciali a livello del tratto labio-maxillo-nasale. LABBRO LEPORINO (FENDITURA LABIALE) se riguarda solo il labbro. LABBRO LEPORINO CON FENDITURA ALVEOLARE, se riguarda anche l arcata alveolare. PALATOSCHISI: difettosa saldatura dei processi palatini. STAFILOSCHISI: la fenditura riguarda il palato molle. LABBRO LEPORINO TOTALE: la fenditura interessa il labbro, l arcata alveolare, palato, ugola. Fessura nel palato con cavità nasale visibile

69 MOSTRI DOPPI Fusione più o meno completa di due embrioni avvolti da una stessa membrana amniotica. CAUSE: duplicazione del disco germinativo, o disco germinativo con due linee primitive.

70 GEMELLI DIZIGOTI MONOZIGOTI FECONDAZIONE DI UOVA DISTINTE FECONDAZIONE DI UN SOLO UOVO E FORMAZIONE DI UN SOLO ZIOGOTE FORMAZIONE DI ANNESSI EXTRAEMBRIONALI DISTINTI FORMAZIONE DI ANNESSI EXTRAEMBRIONALI DISTINTI

71 MODALITA DI FORMAZIONE DEI GEMELLI MONOZIGOTI

72 MOSTRI DOPPI AUTOSITI 2 EMBRIONI UGUALMENTE SVILUPPATI CON APPARATO CIRCOLATORIO COMPLETO ONFALOSITI 2 EMBRIONI NON UGUALMENTE SVILUPPATI, EMBRIONE PRINCIPALE + EMBRIONE PARASSITA: CUORE RUDIMENTALE O ACARDIA

73 MOSTRI DOPPI - AUTOSITI PARAPAGIA CRUCIPAGIA ONFALOPAGIA EUSONFALIA Fusione lungo l asse parallelo del corpo Fusione della parete toracica ed epigastrica con opposizione dell asse vertebrale Fusione frontale della testa, torace, bacino con opposizione dell asse vertebrale Ciascun embrione con proprio ombelico

74 MOSTRI DOPPI AUTOSITI - PARAPAGIA Fusione lungo l asse parallelo del corpo CAUDALE o INFERIORE (IPSILOIDE) CRANIALE O SUPERIORE (LAMBDOIDE) INTERMEDIA (H)

75 MOSTRI DOPPI AUTOSITI PARAPAGIA CEFALICA o SUPERIORE (MOSTRI A λ) MONOCEFALIA (unica testa) DISOMIA (fusione del corpo di grado variabile) SISOMIA (parziale fusione dei tronchi) SIMELIA (fusione arti mediali)

76 MOSTRI DOPPI AUTOSITI PARAPAGIA INTERMEDIA (MOSTRI AD H) DICEFALIA e SIMELIA DEGLI ARTI INFERIORI MEDIALI

77 MOSTRI DOPPI AUTOSITI CRUCIPAGIA Fusione frontale della testa, torace, bacino con opposizione dell asse vertebrale. CEFALO-TORACOPAGIA (fusione frontale delle teste con le facce opposte, parziale fusione dell encefalo, collo, torace ed addome. Trioftalmo. ) ISCHIOPAGIA (unione caudale, con organi pelvici anormali, ano unico, mancanza degli arti inferiori nella forma asimmetrica ) TESTA DI GIANO

78 MOSTRI DOPPI AUTOSITI ONFALOPAGIA Fusione della parete toracica ed epigastrica con opposizione dell asse vertebrale. STERNOPAGIA (toraci, tratti degli organi toracici e porzioni dell intestino medio fusi) XIFOPAGIA (unione a livello della cartilagine xifoidea e comunicazione tra le cavità peritoneali con organi addominali spesso indipendenti)

79 MOSTRI DOPPI AUTOSITI EUSONFALIA Ciascun embrione con cordone ombelicale. Fusione tardiva. CRANIOPAGIA (fusione del cranio e talvolta delle meningi ma non dell encefalo perché l unione avviene dopo la chiusura del tubo neurale ) PIGOPAGIA (unione del sacro, del bacino con peritoneo comune e spesso organi fusi)

80 MOSTRI DOPPI ONFALOSITI EMBRIONI NON UGUALMENTE SVILUPPATI, EMBRIONE PRINCIPALE CON APPARATO CIRCOLATORIO COMPLETO, EMBRIONE PARASSITA PICCOLO PRIVO DI CUORE (ACARDIA) O CON CUORE RUDIMENTALE. XIFOPAGIA (embrione parassita costituito da tratti superiori o inferiori è inserito a livello della regione epigastrica dell embrione autosita) ENDOCIMIA (embrione parassita rudimentale completamente situato nella cavità toracica o addominale dell autosita, o nello spessore di un organo. Feto nel Feto)

81 MOSTRI DOPPI ONFALOSITI - XIFOPAGIA Il feto parassita è solo in parte incluso nel corpo dell'autosita ed un arto esce dall addome.

82 MOSTRI DOPPI ONFALOSITI Feto gemellare mostruoso che presenta innestati sul torace una seconda testa, un collo ed un torace.

83 MOSTRI DOPPI ONFALOSITI Mostro con membra soprannumerarie anteriori portate sul dorso. Corrispondentemente ai processi spinali delle vertebre dorsali anteriori sorge parte di un altro individuo del quale sono evidenti due arti anteriori.

84 CELOSOMIA Ernia viscerale causata dalla mancata chiusura delle pareti ventrali dell embrione.

85 CELOSOMIA Mostro con spaccatura nel tronco corrispondente allo sterno.

86 CELOSOMIA Mostro con spaccatura nel tronco limitata all'addome.