Desarrollo de los miembros de un embrión

Desarrollo de los miembros de un embrión

Título	Desarrollo de los miembros de un embrión
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Inicio del desarrollo de las extremidades

Al final de la cuarta semana del ser humano con la activación de un grupo de células mesenquimatosas del mesodermo lateral somático.

Los primordios mesodermicos de las extremidades se forman bajo una banda ancha de ectodermo engrosado que rodea la cara ventrolateral del embrión.

En los primeros estadios de su desarrollo, es el mesodermo de las extremidades, probablemente a través de FGF-10, que estimula al ectodermo adyacente para que libere FGF-8 y se convierta en parte funcional de un primordio mesodérmico-ectodermico en interacción con la suficiente información como para formar un miembro aunque se encuentre aislado del resto del cuerpo (De ahí su nombre de auto diferenciación). La supremacía del mesodermo se ha demostrado con variados experimentos en los que extirpando toda la estructura, el miembro no llega a desarrollarse, si se injerta en otro lado del embrión, se desarrolla normalmente, si se extirpa el ectodermo, se desarrolla normalmente, pero si el ectodermo extirpado se injerta en otra parte del embrión no desarrollará miembro alguno. En casos en los que el individuo nace sin alguna extremidad o sin miembro alguno, puede deberse a un trastorno en la producción de las moléculas de señalización que inician el desarrollo de los miembros o en los receptores celulares de las mismas.

Propiedades regulativas del primordio inicial de las extremidades:

Si se elimina parte del primordio de un miembro, el resto se organiza para formar un miembro completo.
Si el primordio de un miembro se divide en dos, y se evita que ambas partes se fusionen, cada mitad dará lugar a un miembro completo.
Si se unen dos mitades iguales del primordio de un miembro, se forma una sola extramidad completa.
Si se superponen dos discos de miembros equivalentes, se reorganizan para construir una sola extremidad.
Algunas veces, si se retira una porción de mesodermo, el restante puede reorganizarse y formar una extremidad completa.

Ejes:

Antero-posterior: desde el primer dedo (anterior) hasta el ultimo (posterior).
Dorso-ventral: Las palmas y plantas son ventrales, las partes opuestas son dorsales.
Próximo-distal: desde la base del miembro hacia la punta de los dedos.

Los experimentos mediante trasplante y rotación de miembros han demostrado que en ese orden se van estableciendo los ejes. Si se mueve o rota el primordio antes de la definición de los ejes, el primordio de una extremidad derecha puede convertirse en un miembro izquierdo normal.

Crecimiento de la yema de los miembros: Poco desp de su establecimiento el primordio comienza a tomar relieve por sobre la pared del tronco, pasa a estar formado por un cumulo de células mesenquimáticas y revestido por ectodermo. Existe una elongación de células a lo largo del eje anteroposterior de la yema del miembro que adquiere el nombre de cresta ectodérmica apical (CAE). Experimentos han demostrado que la CEA interacciona con el mesodermo adyacente promoviendo su proliferación y el consecuente crecimiento del miembro.

La yema inicial del miembro comienza a formarse antes de que aparezca la CAE. Estudios moleculares han mostrado que el borde dorsal y el borde ventral de la yema poseen distinta expresión de moléculas, y que la CAE se forma, justo en el borde que separa estos dos ectodermos. La eliminación de la CAE, da lugar a una interrupción en el desarrollo de la extremidad y un acortamiento distal del miembro. La CEA no puede mantenerse sin la yuxtaposición de un ectodermo ventral y uno dorsal, cada uno con sus propiedades. Bajo la luz de distintos experimentos también se ha comprobado que la funcionalidad de la CAE, depende de su capacidad de producción de factores de crecimiento fibroblásticos, bajo la extirpación de la CAE, pero la administración local de los FGF, el miembro sigue su desarrollo normal.

Mesodermo de la yema inicial del miembro

Constituido por células mesenquimatosas homogéneas, irrigadas por una abundante red vascular, inmersas en una matriz extra celular rica en fibras de colágeno y ácido hialurónico. No existen nervios en la yema inicial del miembro. Es imposible distinguir distintos tipos de células mesenquimáticas. No obstante, se encuentran e distintos orígenes. Esta constituido en exclusiva por mesodermo lateral, placa parietal o somática, células mesenquimatosas derivadas de los somitas migran hacia la yema como precursoras de las células musculares, otras células migratorias provienen de las crestas neurales y constituyen en ultima instancia células de schwann de los nervios y células pigmentarias (melanocitos).

Interacciones entre el mesodermo y el ectodermo, y fn del mesodermo en la morfogenesis de las extremidades

El desarrollo del miembro se produce por las interacciones continuas entre el mesodermo y su ectodermo apical. El ectodermo apical (cae) estimula la proliferación e inhibe la diferenciación de las células mesodérmicas. No obstante, la forma global de la extremidad se determina por el mesodermo y no por el ectodermo.

Especificaciones del eje dorsoventral del miembro

Este eje es especificado por genes de la familia Notch, que expresa la CAE. Estos genes se caracterizan por marcar fronteras entre mesénquimas (ver somitogénesis). Una molécula particularmente importante en la polaridad dorsoventral es Wnt7a, que se expresa en el ectodermo dorsal pero no en el ventral. Si experimentalmente se suprime la expresión esta molécula, no se generan las estructuras dorsales (nudillos, uñas, etc.).

Especificaciones del eje próximo-distal del miembro

Implica la diferenciación de la extremidad en estilópodo (porción proximal), zeugópodo (porción media) y autópodo (porción distal). El mesénquima del esbozo induce la formación de la CAE mediante la síntesis de FGF. Una vez formada la CAE, esta expresa a su vez FGF. El FGF secretado por el mesénquima induce a la CAE a secretar FGF, que induce al mesénquima a proliferar y mantener su pluripotencialidad. Así, se establece una retroalimentación positiva entre la CAE y el mesénquima, en la cual la síntesis de FGF por parte de uno, causa la síntesis de FGF por parte del otro.

Estas interacciones explican el crecimiento del esbozo en el eje próximo-distal, pero no su polarización. Existen dos modelos para explicar la regulación del crecimiento y la diferenciación próximo-distal:

Modelo de la zona de progreso. Este modelo está basado en el tiempo que pasan las células mesenquimáticas proliferando en la zona de progreso (ZP). La ZP es una zona de mesénquima que se halla 200 micrones debajo de la CAE, en la cual las células mantienen su pluripotencialidad y proliferan intensamente. A medida que crece la extremidad, las células abandonan la ZP, ya que ésta mantiene su tamaño y su posición. Cuanto mayor es el tiempo que una célula pasa en la zona

de progreso, mayor es el número de mitosis que alcanza y más distal es su especificación. Entonces, las primeras células en abandonar la ZP formarán el estilópodo (porción proximal), mientras que las últimas formarán autópodo (porción distal).

Modelo de asignación temprana y expansión del progenitor. Postula que todas las células del mesénquima ya están especificadas, y que las divisiones mitóticas posteriores sólo expanden las poblaciones celulares. Entonces, se puede decir que este modelo esta basado en la ubicación espacial de las poblaciones celulares. El código HOX especifica la identidad de los segmentos en el eje próximo distal del miembro.

TERCERA SEMANA DE DESARROLLO

Es importante conocer el desarrollo de la tercera semana de desarrollo embrionario, ya que suceden eventos importantes, como ser la formación de la notocorda que induce la formación del sistema nervioso, la placa precordal que induce la formación del procencefalo y cada una de las membranas darán origen a gran parte del nuevo ser.

LA GASTRULACION

Es el fenómeno más característico que se produce durante la tercera semana de gestación, en el cual se establecen las tres capas germinativas en el embrión (ectodermo, mesodermo y endodermo) en el embrión. Se inicia con la formación de la línea primitiva en la superficie del epiblasto, la línea está poco definida pero se advierte claramente en forma de un surco angosto limitado hacia los lados por zonas algo salientes.

El extremo cefálico de esta línea, el nódulo primitivo, es la zona ligeramente elevada alrededor de la fosita primitiva. Todas las células del epiblasto migran hacia la línea primitiva y cuando alcanzan la región de la línea adquieren una forma de matraz, en ese momento se desprenden del epiblasto y se deslizan debajo de éste. Una vez que las células se han invaginado, algunas de ellas desplazan al hipoblasto, dando lugar al endodermo embrionario, mientras que otras se ubican entre el epiblasto y el endodermo, que acaba de formarse, para constituir el mesodermo. Las células que quedan en el epiblasto forman el ectodermo.

Es así que el epiblasto, por el fenómeno de gastrulación, es el origen de todas las capas germinativas del embrión. Al sumarse cada vez más células entre el epiblasto y el hipoblasto, comienzan a propagarse en dirección lateral y cefálica. Poco a poco emigran más allá del borde del disco y establecen contacto con el mesodermo extraembrionario que cubre el saco vitelino y el amnios. En dirección cefálica pasan a cada lado de la placa precordal (mesodermo precordal). Esta placa se forma entre el extremo de la notocorda y la membrana bucofaríngea y es importante para la inducción del cerebro anterior.

NOTOCORDA

Las células prenotocordales que se invaginan en la región de la fosita primitiva emigran directamente en dirección cefálica hasta llegar a la placa precordal. Estas células prenotocordales se intercalan en el hipoblasto de manera que, durante un breve período, la línea media del embrión está formada por dos capas celulares que constituyen la placanotocordal. A medida que el hipoblasto es reemplazado por células endodérmicas que se desplazan hacia la línea primitiva, las células de la placa notocordal proliferan y se desprenden del endodermo, formando un cordón macizo, llamado notocorda definitiva, que se encuentra por debajo del tuboneural y sirve de base para el esqueleto axial. Como la elongación de la notocorda es un proceso dinámico, primero se forma el extremo cefálico y las regiones caudales se agregan a medida que la línea primitiva adopta una posición más caudal. La notocorda y las células prenotocordales se extienden cranealmente hacia la placa precordal, ocupando un área justo caudal a la futura membrana bucofaríngea y caudalmente hasta la fosita primitiva. En el punto en que la fosita forma una indentación en el epiblasto, el conducto neurentérico, conecta temporariamente el saco vitelino con la cavidad amniótica. La membrana cloacal se forma en el extremo caudal del disco embrionario. Esta membrana tiene una estructura similar a la membrana precordal (futura membrana bucofaríngea) y está compuesta por células ectodérmicas y endodérmicas . Cuando aparece la membrana cloacal, la pared posterior del saco vitelino da origen a un pequeño divertículo que se extiende hacia el pedículo de fijación. Este divertículo, denominado divertículo alantoentérico o alantoides, aparece alrededor del decimosexto día de desarrollo. En el ser humano es rudimentaria pero podría tener alguna relación con anomalías del desarrollo de la vejiga.

Hacia el término de la tercera semana, las tres capas germinativas básicas, que consisten en el ectodermo, mesodermo y endodermo, se establecen en la región cefálica, y el proceso continúa en las áreas más caudales del embrión para formar estas capas germinativas. La diferenciación de órganos y tejidos ha comenzado y se realiza en dirección cefalocaudal, tal como continúa la gastrulación.

El Ectodermo embrionario origina: - La epidermis - Los sistemas nerviosos central y periférico - Los ojos y los oídos internos - Origina la formación de las células de la cresta neural - Tejidos conjuntivos de la cabeza

El endodermo embrionario es el origen de: - Los revestimientos epiteliales de los tractos respiratorio y digestivo, incluyendo las glándulas que se abren hacía el interior del tracto gastrointestinal y las células glandulares de los órganos asociados, como el hígado y el páncreas

El mesodermo embrionario da lugar a: - Los músculos esqueléticos - Las células de la sangre y los revestimientos de los vasos sanguíneos. - El músculo liso visceral - Los revestimientos serosos de todas las cavidades corporales. - Los conductos y los órganos de los sistemas reproductor y excretor - La mayor parte del sistema cardiovascular - En el tronco, es el origen de todos los tejidos conjuntivos, incluyendo el cartílago, los huesos, los tendones, los ligamentos, la dermis y el estroma de los órganos internos - Entre tanto, el trofoblasto ha avanzado rápidamente en su desarrollo. Las vellosidades primarias han adquirido un núcleo mesenquimático en el cual, más tarde, se originarán pequeños capilares. Cuando estos capilares vellosos establecen contacto con los capilares de la lámina coriónica y el pedículo de fijación, el sistema velloso está preparado para suministrar al embrión los elementos nutritivos y el oxígeno que necesita.

gastrulacion

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CONCLUSION Creo que es muy importante conocer el desarrollo de la tercera semana del desarrollo embrionario, ya que la gastrulación puede ser interrumpida por causas genéticas o teratogénicas, podríamos hablar de la sirenomegalía,siendo que el mesodermos contribuye a la formación de de los miembros inferiores, el sistema urogenital y las vertebras lumbosacras, podría haber hipoplasia de los miembros inferiores, anomalías vertebrales, agenesia renal, ano imperforado y anomalías en órganos genitales. Por todo lo antes expuesto, es necesario conocer la importancia de esta semana en el desarrollo del embrión.

BIBILIOGRAFIA

1. SADLER TW. Embriología Médica de Langman. 13.ª Edición Ed. Panamericana 2016.

2. DAVALOS F. Embriologia y genética. 1ra Edición Ed.UMSA 1996.