Desarrollo del mesodermo Departamento de Histología y Embriología 2005 Gastrulación: generación de las 3 hojas embrionarias ectodermo mesodermo endodermo Migración de células durante la gastrulación: 1. Nodo: 1 • endodermo faríngeo • placa precordal • notocorda 2. Lateral de línea primitiva: 2 • mesodermo cardiogénico • mesodermo paraxial • mesodermo intermedio • mesodermo lateral mesodermo lateral notocorda mesodermo paraxial mesodermo intermedio mesodermo lateral Notocorda • inductor del desarrollo del SNC • especificación de estructuras mesodérmicas • peculiaridad distintiva del phylum cordados • Cordados primitivos: persiste como sustituto de columna vertebral • Vertebrados: eje para la organización de vértebras núcleo pulposo de discos intervertebrales regresión y desaparición embrión de conejo 24 hs céls. mesodérmicas en migración 24 hs mes. paraxial notocorda mes. Lateral mes. somático 24 hs mes. intermedio 48 hs somita mes. esplácnico Mesodermo paraxial Mesodermo intermedio Mesodermo lateral Mesodermo intermedio riñones Mesodermo paraxial gónadas cabeza esclerotomo (cartílago) somites miotomo (músculo) Mesodermo lateral Esplácnico (sist. circulatorio) dermatomo (dermis) Somático (cavidad corporal) Mesodermo paraxial Organización de células: • Somitámeros (día 18-19) → → Somites (día 20) • 7 somitámeros más craneales no generan somites (darán lugar a elementos óseos y musculares de cara, mandíbula y garganta) • Establecimiento del patrón segmentado de vertebrados • Número de somites característico de especie humano: 44 iniciales, 37 finales (varios somites caudales involucionan) cefálico tubo neural somites somitámero mesodermo paraxial presomítico caudal Embrión de ratón ( 8 días de gestación, 29 días aproximadamente en embrión humano) Dibujo de embrión humano, final de 3a semana cefálico caudal 19-21 días 21-23 días 23-25 días En el ser humano: Días 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30 Número de somites 1-4 4-7 7-10 10-13 13-17 17-20 20-23 23-26 26-29 34-35 4-occipitales 8-cervicales 12-torácicos 5-lumbares 5-sacros 3-coccígeos Somitogénesis: • periodicidad • segmentación y epitelialización • especificación • diferenciación Periodicidad: • expresión cíclica de conjunto de genes = “reloj de segmentación” periodicidad temporal = periodicidad espacial = frontera entre somites • Vía de señalización de Notch Ejemplo: expresión de hairy-c Segmentación: ¿blancos de la vía de señalización mediada por Notch? - efrina & receptor de efrina - expresión diferencial de protocaderina paraxial Epitelialización: asociada a síntesis de fibronectina y N-caderina Expresión aumentada de N-caderina en somites en comparación con somitámeros Diferenciación de los somites Embrión de pollo 2 días 3 días 4 días 4 días tardío esclerotomo dermatomo miotomo Embrión de conejo (día 10) dermatomiotomo esclerotomo Embrión de ratón (día 9) (día 27 en humano) dermatomiotomo esclerotomo notocorda ESCLEROTOMO vértebras costillas discos intervertebrales algunos huesos del cráneo (junto con somitámeros cefálicos) tubo neural esclerotomo condensación células esclerotomo dermatomo miotomo notocorda División del somite y formación de vértebras intersegmentarias somite vértebra nervio Discos intervertebrales Disco intervertebral Núcleo pulposo = notocorda Formación de las costillas DERMATOMIOTOMO DERMATOMO dermis de piel de espalda y cuello MIOTOMO Musculatura esquelética pared del cuerpo y extremidades MIOTOMO dermatomiotomo dermatomo músc. epaxiales epímero 50 días miotomo 40 días músc. hipoaxiales hipómero músc. recto abdomen Migración de precursores musculares hacia los esbozos de las extremidades hipómero precursores musculares primordio extremidad precursores hueso mesodermo lateral Mecanismos moleculares que median la diferenciación de los somites músc. epaxiales músc. pared corporal Especificación de los somites en eje antero-posterior • Más temprana que la especificación de los diferentes tipos celulares • Gobernada por la expresión de genes Hox Esquema del patrón de expresión de algunos genes Hox 3’ 5’ normal mutación nula Hox c-8 mutación nula Hox a-4 mutación nula Hox a-7 ganancia función Mesodermo intermedio aparato urinario aparto reproductor conducto pronéfrico (día 22) conducto nefrogénico mesonefros metanefros Mesodermo lateral lámina somática (parietal) lámina esplácnica (visceral) 4a. semana: plegamiento embrionario cavidad aminiótica tubo neural intestino medio mesodermo somático mesodermo esplácnico saco vitelino cavidad aminiótica tubo neural tubo intestinal celoma intraembrionario mesodermo somático mesodermo esplácnico esclerotomo futuro arco vertebral futuro cuerpo vertebral dermatomiotomo mesodermo esplácnico tubo digestivo mesodermo somático celoma intraembrionario Celoma intraembrionario 3 cavidades pericárdica pleural mes. somático capa parietal peritoneal mes. esplácnico capa visceral de membranas serosas Además... I. Mesodermo esplácnico → aparato circulatorio incluyendo corazón mesénquima cefálico somatopleura esplacnopleura Grupos céls. angiogénicas Primordios tubos endocárdicos miocardio tubo endocárdico endocardio mesocardio ventral miocardio I. Mesodermo esplácnico → músculo liso del aparato digestivo y derivados II. Mesodermo somático → mayor parte de la dermis de piel del cuerpo → huesos y tejido conectivo de extremidades