The Embryo Project Encyclopedia

Implantation is a process in which a developing embryo, moving as a blastocyst through a uterus, makes contact with the uterine wall and remains attached to it until birth. O revestimento do útero (endométrio) prepara-se para que o blastocisto em desenvolvimento se ligue a ele através de muitas alterações internas. Sem estas alterações a implantação não ocorrerá, e o embrião se desprende durante a menstruação. Tal implante é exclusivo dos mamíferos, mas nem todos os mamíferos o exibem. Além disso, dos mamíferos que exibem implantação, o processo difere em muitos aspectos entre aqueles mamíferos em que as fêmeas têm ciclos estromais, e aqueles mamíferos em que as fêmeas têm ciclos menstruais. As fêmeas das diferentes espécies de primatas, incluindo humanos, têm ciclos menstruais, e assim processos similares de implantação.

Antes do início da embriogênese, o ovário libera um óvulo não fertilizado, chamado oócito, que então viaja pela trompa de Falópio. O óvulo é envolvido por uma matriz extracelular chamada zona pelúcida. O esperma pode fertilizar o óvulo na zona pelúcida (ZP), o que impede que o óvulo fertilizado, chamado zigoto, adira à parede da trompa de Falópio. Se o zigoto implantar em qualquer área além do útero, o resultado é uma gravidez ectópica. Esta condição impede o desenvolvimento completo do embrião e pode causar hemorragia fatal na fêmea pré-ganante.

Quando o zigoto se move através da trompa de Falópio, ele sofre várias rodadas de divisão celular, um processo chamado clivagem. Estas divisões celulares produzem a massa celular interna (MCI), que se tornará o embrião, e o trofoblasto, que envolve a MCI e interage com os tecidos maternos. Juntos, a MCI e o trofoblasto são chamados de blastocisto. Um blastocisto implanta com sucesso no útero quando, quando o ZP sai da trompa de Falópio, o blastocisto deixa o ZP e se liga ao endométrio.

O endométrio é uma das poucas superfícies uterinas que um blastocisto nem sempre pode implantar. As propriedades do endométrio mudam, e somente em uma breve janela o blastocisto pode ser implantado no tecido. Em humanos, essa janela inclui os dias seis a dez após a ovulação. Logo antes da ovulação, o endométrio começa a engrossar e a expandir-se em resposta à libertação de estrogénio dos ovários. À medida que o embrião se move através das trompas de falópio, o endométrio prolifera, muda de forma, torna-se receptivo ao implante e produz um ambiente hospitaleiro para o embrião. Sinalizado pela liberação de progesterona dos ovários, ocorre uma série de mudanças chamadas decidualização. A decidualização inclui a coleta de glóbulos brancos ao redor das arteríolas endometriais, ou vasos sanguíneos que levam das artérias aos leitos capilares. Como essa vasculatura se forma, uma molécula que armazena energia, chamada glicogênio, acumula-se nos tecidos conjuntivos em expansão do útero. Além disso, o endométrio incha à medida que o fluido intersticial se acumula nele. O endométrio, inchado com fluido intersticial, vasculatura e nutrientes, proporciona um ambiente hospitaleiro para a embriogênese.

Como o blastocisto se move através do útero ele se realinha para que a massa celular interna fique adjacente à parede uterina, e o trofoblasto entre em contato com o endométrio. A posição da MCI em relação ao endométrio estabelece o eixo cabeça-cauda, ou dorsal-ventral, do embrião, com o lado dorsal do embrião voltado para a parede uterina. Este é o primeiro evento embrionário que dita a organização do futuro corpo.

O sucesso da implantação depende da ligação do blastocisto ao endométrio. Existem muitas moléculas que se pensa que ditam esta interacção, mas as integrinas, um tipo de molécula de adesão celular, têm sido identificadas como um componente primário. As integrinas estendem-se a partir do revestimento do útero e da superfície da blastula. As integrinas têm muitas funções em quase todos os tipos de tecidos, e têm um papel na adesão celular, transmitindo informação sobre o ambiente extracelular ao núcleo e modulando a resposta imunológica local. Imediatamente após o implante, as integrinas ajudam a regular a expressão gênica no embrião. Os médicos também procuram altas concentrações de integrinas quando procuram áreas de útero receptivas à implantação em terapia reprodutiva assistida (TARV), e utilizam a falta dessas concentrações para identificar mulheres que possam ser inférteis.

Embora o contato entre o blastocisto e o endométrio, o implante pode falhar. Existem muitas causas potenciais de erros. Se o implante não ocorrer, o endométrio se rompe e, junto com o blastocisto, como parte do ciclo menstrual. No entanto, se um blastocisto faz implante, então o endométrio permanece no útero, e junto com o tecido uterino, torna-se a porção materna da placenta, chamada decíduas.

Uma vez que o blastocisto adere à parede uterina, o trofoblasto segrega enzimas que digerem a matriz extracelular do tecido endometrial. As células do trofoblasto começam então a intrometer-se entre as células endometriais, anexando o blastocisto à superfície uterina. Outras secreções de enzimas permitem que o blastocisto se enterre profundamente entre as células do estroma uterino que formam os componentes estruturais do útero. Subsequentemente, os trofoblastos continuam a dividir-se e a formar duas membranas extra-embrionárias. Estas membranas formam a porção fetal da placenta chamada córion. Enzimas adicionais e factores de sinalização secretados por estas membranas remodelam a vasculatura uterina para banhar os vasos sanguíneos fetais ou embrionários no sangue materno. As vilosidades coriónicas são as dobras de tecido e vasos sanguíneos que ligam as poças de sangue materno e fetal. O sangue materno difunde-se para as vilosidades, e viaja através delas para a vasculatura do feto. Da mesma forma, o sangue fetal difunde-se das vilosidades e para a vasculatura materna. Normalmente o sangue fetal e materno não se misturam, mas a relação entre os dois sistemas circulatórios permite a transferência de nutrientes e oxigênio para o feto ou embrião, e dióxido de carbono e uréia do feto para a mãe.

Embora seja exclusivo dos mamíferos como um processo reprodutivo, a implantação não é exclusiva do útero e do trofoblasto. Nos anos 80, pesquisadores encontraram semelhanças entre as habilidades invasivas dos blastocistos e as das células cancerígenas. As mesmas enzimas do trofoblasto que digerem o endométrio também são usadas pelas células tumorais para se enterrarem nos tecidos de todo o corpo. As células tumorais usam os mesmos fatores de crescimento que o trofoblasto para atrair os vasos sanguíneos maternos, que depois interagem com o córion, e para fornecer nutrientes à massa em expansão. Além disso, as alterações no endométrio durante a decualização, como o inchaço, o acúmulo de glóbulos brancos e a ativação geral do sistema imunológico materno, são consistentes com uma resposta à presença de patógenos ou tumores.