INBA Dpto. de Biología Prof. Sra. Alejandra Aguilera Guía de aprendizaje, 4° Medios, plan diferenciado DESARROLLO EMBRIONARIO EN EL ORGANISMO HUMANO. Aprendizaje Esperado: Durante el desarrollo se establece primero un esquema que define las principales regiones del cuerpo (cabeza, tronco, cola) y luego se produce una diferenciación en las células del embrión, generándose una gran variedad de fenotipos celulares. La definición del plan corporal y diferenciación celular ocurre por la expresión de distintos genes. El desarrollo del embrión humano es típico de los placentarios. Como se muestra en la figura 1, después de la fecundación en el extremo distal de una de las trompas de Falopio, el huevo se desplaza hacia el útero durante tres días y se divide progresivamente por mitosis en dos, cuatro, ocho o doce blastómeros. Las divisiones posteriores transcurren en la cavidad uterina, hasta formar una cavidad hueca llamada blastocisto, la blástula de los mamíferos placentarios. El blastocisto consta de una capa de células superficiales, el trofoblasto, desde el cual se proyecta hacia el centro de la cavidad una masa de células internas. El embrión se desarrolla a partir de la masa de células internas; el trofoblasto produce las estructuras necesarias para proteger y nutrir al embrión a expensas de los tejidos maternos. Fig. 1 Desarrollo inicial del huevo e implantación del blastocisto. Hacia el séptimo día después de la fecundación, el blastocisto se instala contra el esponjoso revestimiento del útero, generalmente en la parte superior y comienza a introducirse el él. Este proceso denominado implantación o nidación marca el inicio real del embarazo. La implantación es el resultado de una interacción entre el trofoblasto, que produce enzimas proteolíticas capaces de disolver el endometrio, y el tejido uterino materno, cuyas células se reproducen y terminan por envolver completamente al blastocisto. Al penetrar en la pared del útero, el trofoblasto obtiene de la sangre materna las sustancias necesarias para nutrir a las primeras células del embrión, mientras se estructura a la placenta. 1 Al mismo tiempo, dentro de la masa de células internas se forman dos cavidades: la cavidad amniótica, revestida por una sola capa de células, el ectodermo, y la cavidad del saco vitelino, con paredes formadas igualmente por una sola capa celular, el endodermo (figura 2). Entre las dos cavidades se constituye el disco embrionario, de dos capas celulares, que evolucionará a embrión propiamente tal. Esta gástrula didermica se completa enseguida, al aparecer el mesodermo entre el ectodermo y el endodermo. El mesodermo también tapiza interiormente al trofoblasto y forma además una delgada lámina que envuelve a la cavidad amniótica y al saco vitelino. El trofoblasto y su revestimiento interno de mesodermo constituyen, ahora, la estructura llamada corion. Deasde laprimera semana después de la implantación, el intestino primitivo del embrión desarrolla un tubo, el alantoides, que crece hacia el interior del “pedículo de fijación”, grupo de células que une al embrión con el corión. Fig. 2 Formación de cavidad amniótica y del saco vitelino y origen del disco embrionario. De esta manera y probablemente antes de que la madre sepa que está embarazada, el embrión humano consta de tres capas, cada una de las cuales proporcionará los materiales necesarios para construir los diversos tipos específicos de tejidos. El saco vitelino, sin sustancias nutritivas, carecerá de importancia en el futuro y terminará por degenerar al perder sus conexiones con el embrión. El amnios en cambio, continuará siendo un anexo fundamental hasta el momento del alumbramiento. A medida que pasa el tiempo, el embrión se arraiga fuertemente en la pared del útero. Para tal efecto, brotan de toda la superficie del corion centenares de proyecciones digitiformes, las vellosidades coriónicas, que crecen hacia el interior del tejido uterino, penetrando en la m asa esponjosa llena de sangre materna. Estas vellosidades coriónicas, junto con los tejidos de las paredes uterinas, engrosadas y vascularizadas, forman la placenta. Las vellosidades se desarrollan extensamente en el área del corion más inmediata a la región de aprovisionamiento de sangre materna; en el resto del corion, las vellosidades son comparativamente escasas. 2 A medida que el embrión crece, se contrae la porción ventral de su cuerpo y disminuye consecuentemente el tamaño relativo de esa área. Como el amnios a continuado su desarrollo, la alteración mencionada facilita la ampliación de la cavidad amniótica. Cuando el amnios termina por envolver al embrión, la aproximación de los pliegues amnióticos da por resultado una estructura tubular, denominada cordón umbilical, que conecta al cuerpo embrionario con la placenta (figura 3). El cordón umbilical contiene además del saco vitelino y alantoides, las arterias y venas que conducen sangre entre la placenta y el embrión. Estos y muchos otros cambios tienen lugar en los dos primeros meses de desarrollo embrionario, período durante el cual es casi imposible distinguir el embrión humano del de los demás mamíferos. Pero ya trazados todos sus principales sistemas orgánicos, el embrión comienza a definir sus rasgos físicos, adquiriendo la apariencia de ser humano en el transcurso del tercer mes de embarazo. A partir de entonces y hasta el momento del nacimiento, se le denomina feto. Fig. 3 Formación del cordón umbilical. El cordón umbilical es la única conexión entre la madre y el feto. A través de la placenta, el feto obtiene de la sangre materna el oxígeno y los nutrientes que requiere su desarrollo y elimina, por esta misma vía, CO2, urea y los demás desechos de su actividad metabólica. Contra lo que pudiera creerse, no hay contacto directo entre la circulación sanguínea de la madre y la del hijo; pues el aparato circulatorio del feto es enteramente independiente del aparato circulatorio de la madre. Los capilares sanguíneos de uno y otro están contiguos pero sin comunicación entre ellos. Las dos corrientes sanguíneas –materna y fetal- intercambian sustancias a través de la fina membrana que las separa, pero jamás se mezcla la sangre de la madre con la del hijo. 3 Además de canjear el oxígeno por el dióxido de carbono y los nutrientes por los desechos, la placenta protege al feto llevándole anticuerpos que lo inmunizan temporalmente contra algunas enfermedades. No obstante su acción protectora, la barrera placentaria puede ser superada por distintos agentes nocivos. Por ejemplo, si la madre enferma de Rubéola, el virus patógeno atraviesa la placenta y afecta al embrión. De igual modo, ciertas drogas peligrosas, como la talidomida, filtran a través de la placenta y provocan deformaciones irreversibles en el cuerpo del futuro bebé. Entre sus muchas funciones, la placenta actúa también como un órgano endocrino, puesto que produce una amplia variedad de hormonas que ayudan a mantener el embarazo. EMBARAZO Y PARTO Se da el nombre de embarazo o gestación al período que transcurre desde la fecundación del óvulo (concepción) hasta el nacimiento del nuevo ser (parto). En la especie humana, el embarazo tiene una duración aproximada de nueve meses. En cuanto se produce la implantación del blastocisto, el corion empieza a segregar gonadotrofina coriónica humana (GCH), una hormona semejante a la HL de la hipófisis. La GCH impide la degeneración del cuerpo lúteo y lo estimulo para que continúe entregando los estrógenos y la progesterona, necesarios para mantener el revestimiento uterino durante los primeros dos o tres meses del embarazo. Al cabo de este tiempo, decrece la producción de GCH y el cuerpo lúteo degenera. Entonces, la placenta toma a su cargo la elaboración de estrógenos y de progesterona que conservan al útero en condiciones apropiadas para la vida del feto. En consecuencia, la placenta no solo protege y abastece de alimentos al embrión, sino que además, genera hormonas que mantienen el embarazo. El crecimiento acelerado del feto en los últimos meses del embarazo coincide con la ampliación de la cavidad amniótica, de manera que al término de su desarrollo, el feto y sus envolturas llenan todo el útero determinando que este crezca y se dilate. (figura 4) Fig.4 Embarazo. 4 El parto se inicia cuando las paredes musculares del útero comienzan a contraerse y relajarse, ejerciendo sobre el feto una presión que aumenta paulatinamente a medida que se hace mayor la frecuencia e intensidad de tales contracciones. En ese memento, generalmente, el amnios se rompe y deja salir el líquido amniótico al exterior. Poco después, el feto es empujado a través de la vagina fuera del cuerpo de la madre. El recién nacido permanece unido a la cavidad uterina por el cordón umbilical y la placenta. Para desprenderlo se liga y secciona el cordón umbilical en un punto cercano al cuerpo del niño. La pequeña porción del cordón que queda unida al niño termina por secarse y desprenderse en posos días, dejando como señal el “ombligo”. Después del nacimiento, la acción muscular del útero continúa hasta que expulsa a la placenta (alumbramiento). El parto es “de término” cuando sobreviene al final del 9° mes del embarazo; “prematuro”, si ocurre entre el 7° mes y la mitad del 9° mes; “retardado”, cuando se produce después de finalizado el 9° mes del embarazo. Antes del 7° mes, no se trata de un parto, sino de un “aborto” HORMONAS DETERMINANTES DEL PARTO Entre las causas determinantes del parto figuran varias hormonas, principalmente estrógeno, progesterona y oxitocina. Se sabe que las contracciones del útero son estimuladas por los estrógenos e inhibidas por la progesterona. Mientras predomina la acción de la progesterona, los músculos uterinos permanecen relativamente inactivos, pero en cuanto baja el nivel de ésta hormona, en los días que preceden al parto, las paredes musculares del útero comienzan a contraerse débilmente. Estas contracciones se acentúan progresivamente por la acción de la hormona llamada oxitocina, liberada por el lóbulo posterior de la hipófisis, cuando decrece la cantidad de progesterona. Investigaciones indican que en la iniciación del parto, también interviene la “prostaglandina”, una sustancia que aparece al terminar el período de gestación. 5