Desarrollo embriológico temprano

CAPÍTULO II
DESARROLLO EMBRIOLÓGICO TEMPRANO
El desarrollo embriológico temprano comprende la formación de las células
germinativas, su fecundación y en forma general los procesos de diferenciación,
desarrollo y crecimiento del embrión
1. Reproducción sexual
Todos los organismos tienen una ascendencia que se remonta a cientos de
millones de años, periodo que incluye grandes variaciones en el medio natural.
Estos cambios han sido acompañados de un aumento gradual en la diversidad
de formas y en la complejidad de los organismos. El mecanismo de homeostasis
genética que ha conducido a esta diversificación está íntimamente relacionado
con otro aspecto de la dinámica de los organismos vivos, pues además de tener
que asegurarse un flujo adecuado de energía solar o química para impulsar sus
mecanismos homeostáticos y reemplazar constantemente su materia, cada
organismo pasa también por los estadios de crecimiento, madurez y, en las
formas complejas, envejecimiento y muerte. Por esta razón, la continuidad de la
vida de las especies depende de su reproducción1,2,3.
Los métodos asexuales de reproducción se han observado en muchas formas de
vida relativamente sencillas, pero la gran diversidad y complejidad de las
restantes es debida a la aparición de las formas sexuales de reproducción1,2,3.
En esencia, cada ser establece por crecimiento y diferenciación células
reproductoras especializadas en las que existe un reordenamiento del material
genético y una reducción del mismo a la mitad de la cantidad existente en las
células generales del cuerpo. Las dos células reproductoras, una de cada
progenitor, se aproximan y fusionan, y su material genético se entremezcla de
una forma especifica1,2,3.
La reproducción sexual se puede dividir cronológicamente en varias fases:
ƒ Gametogénesis
ƒ Fecundación
ƒ Segmentación
ƒ Gastrulación
ƒ Organogénesis
Dándole el nombre de embriogénesis al conjunto de las tres últimas fases1,2,3.
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
1.1. Gametogénesis
Las células que dan lugar a los gametos tanto en hombres como en mujeres se
originan del epiblasto del embrión durante la segunda semana de desarrollo3.
Ellas se desprenden del ectodermo y migran por movimientos ameboideos
dentro de una estructura extraembrionaria llamada saco vitelino (véase Figura
2.1).
Figura 2.1 Ubicación de las células germinativas primordiales
Entre la cuarta y sexta semana de vida intrauterina (VIU), estas células
denominadas germinativas primordiales, migran desde el saco vitelino a la pared
del tubo intestinal vía el mesenterio, hasta la pared dorsal del cuerpo1,2,3; allí, las
células se localizan a lado y lado de la línea media, en el tejido mesenquimático,
justo debajo de la membrana que cubre la cavidad celómica. Cuando las
células germinativas llegan a la presuntiva región gonadal, ellas estimulan a las
células del epitelio celómico adyacente y el mesonefros a proliferar y forman
cordones compactos de tejido llamados cuerdas sexuales primitivas1,2,3.
Figura 2.2 Formación de rebordes genitales
La proliferación de las cuerdas sexuales crea una protuberancia cerca de cada
mesonefro sobre uno de los lados de la columna vertebral. Esas protuberancias
reciben el nombre de rebordes genitales, que representan las gónadas
primordiales. Las cuerdas sexuales cubren a las células germinativas primordiales
y dan lugar a los tejidos que van a nutrir y regular el desarrollo de las células
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Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
sexuales maduras – los folículos ováricos en la mujer y las células de Sertoli en el
hombre1,2,3 (véase Figura 2.2).
Tanto en el hombre como en la mujer, las células germinativas primordiales sufren
divisiones mitóticas dentro de las gónadas y luego comienza la gametogénesis
que es el proceso que las convierte a gametos (espermatozoos y oocitos
definitivos) femeninos y masculinos maduros. La época de esos procesos difiere
en los dos. En los hombres, las células germinativas primordiales permanecen
latentes desde la sexta semana hasta la pubertad. En la pubertad los túbulos
seminíferos maduran y éstas se diferencian en espermatogonios. Sucesivamente,
ondas de espermatogonios sufren mitosis y meiosis y maduran en
espermatozoides. Estos son producidos continuamente desde la pubertad hasta
la muerte1,2,3 (véase figuras 2.3 y 2.4).
Figura 2.3 Mitosis
En las mujeres, por el contrario, las células germinativas primordiales sufren
divisiones mitóticas después de que ellas son rodeadas por las células de las
cuerdas sexuales, diferenciándose en oogonias, para luego comenzar la meiosis
hacia el quinto mes de vida fetal. Durante una fase temprana de la meiosis, sin
embargo, todas las células sexuales entran en un estado de latencia y
permanecen en detención meiótica como oocitos primarios hasta la madurez
sexual. Comenzando la pubertad, cada mes unos pocos folículos ováricos se
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
desarrollan en respuesta a la producción de hormonas gonadotrópicas. Sin
embargo, solamente un oocito primario madura en oocito secundario y es
ovulado cada mes. Este oocito entra en una segunda fase de latencia meiótica
y no completa la meiosis a menos que sea fertilizado. Estos ciclos se terminan
cuando aparece la menopausia, aproximadamente hasta los cincuenta años1,2,3
(véase Figura 2.4 y Tabla 2.1).
Figura 2.4 Mitosis y meiosis
La gametogénesis, entonces, es un proceso de diferenciación y cambios
genéticos que ocurre en las gónadas, donde suceden una serie de cambios que
en conjunto constituyen la meiosis y que finalmente conduce a la formación de
células germinativas maduras o gametos.
Durante la meiosis, el número original (diploide) de cromosomas (46) se reduce a
la mitad, número haploide, produciéndose además una redistribución de los
materiales genéticos. La gónada masculina o testículo produce gran cantidad
de gametos pequeños y móviles (espermatozoides), que poseen un aparato
citoplasmático muy reducido; cada uno está constituido por un núcleo que
contiene el aparato genético, con un acrosoma íntimamente adosado, que se
deriva del aparato de Golgi y que continúa por un largo flagelo que en parte
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Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
está rodeado por una vaina mitocondrial encargada de suministrar energía1,2,3
(véase Figura 2.5).
Figura 2. 5 Espermatozoide y Óvulo
1.2 Espermatogénesis
Durante la vida embrionaria, la fetal y quizá también al principio de la posnatal,
las células germinativas primordiales de los túbulos de los testículos se dividen por
mitosis para producir espermatogonias, a partir de las cuales durante la
pubertad y después de ella, comienza el desarrollo de los espermatocitos y
espermatozoides1,2,3 (véase Tabla 2.1). La espermatogénesis entonces,
comprende una serie de cambios, por los que las espermatogonias se
transforman en espermatozoides y puede ser dividida, por conveniencia, en tres
fases: espermatocitosis, meiosis, espermiogénesis o espermateliosis1,2,3.
Las espermatogonias proliferan, por división mitótica, para reponerse y para
producir los espermatocitos primarios.
1.3 Meiosis de los espermatocitos
Los espermatocitos primarios entran pronto en la profase de la primera división
meiótica, heterotípica (reduccional) de maduración, que se prolonga durante
varios días a través de las sucesivas fases de leptoteno, cigoteno, paquiteno,
diploteno y diacinesis. Cuando la membrana nuclear desaparece, en la
metafase, los cromosomas bivalentes se disponen sobre el plano ecuatorial, y
cada miembro del grupo bivalente (par homólogo) se separa hacia polos
opuestos y en la telofase se reconstruyen las membranas nucleares de la misma
manera que sucede en la división mitótica. Los dos espermatocitos secundarios,
contienen un número haploide de cromosomas, siendo la primera división de
maduración la única que estrictamente se denomina meiótica. Después de una
breve interfase, cada espermatocito secundario sufre una segunda división de
maduración, la cual es mitótica homotípica (sin duplicación de ADN). Las dos
células resultantes son las espermatides, y se considera que con su formación
finaliza la fase de meiosis3.
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
1.4 Espermiogénesis
Durante la espermiogénesis, las espermatides se transforman en espermatozoides
por una compleja serie de cambios; parte del citoplasma se aísla en forma de un
cuerpo residual, el cual contiene algunas mitocondrias, membranas y vesículas
de Golgi, partículas de RNA y gránulos lipídicos, pero naturalmente no posee
núcleo. Los cuerpos residuales que son evidentes cuando los espermatozoides
están siendo liberados dentro del túbulo, son englobados por las células de
Sertoli, lo que explica el aumento del contenido de lípidos de estas células en
este periodo1,2,3.
Células germinativas primordiales
Espermatogonia
Espermatocitosis
Meiosis
Espermatogénesis
44+XY por división
mitótica
Espermatocitos primarios
Espermatocitos primarios
44+XY Primera
división meióticaheterotípica
Espermatocitos secundarios
22 +XY Segunda
división-homotípica
Espermátides
Espermiogénesis o
espermateliosis
Espermátides
Espermatozoos
Espermatozoides
22 + X o Y
(no hay división
celular
pero sí
diferenciación)
Células germinativas primordiales
Gametogénesis
Oogonias
Oocitosis
Ovogénesis u
oogénesis
Meiosis
Maduración
44 + XX por división
mitótica
Oocito primario
Oocito primario
44 + XX Primera
división meiótica
heterotípica
Oocito secundario
22 + XX Segunda
división – homotípica
Oocito maduro
22 + X
(no termina su
maduración, si no
hay fecundación)
Tabla 2.1 Proceso de gametogénesis hasta maduración de células sexuales
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Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
1.5 Espermatocitosis
En los testículos existe una formación continua de espermatocitos y
espermatozoides durante la vida reproductiva del individuo. Una eyaculación
puede contener 300’000.000 de espermatozoides, uno solo de los cuales es
capaz de fecundar al óvulo. Después de la eyaculación, los espermatozoides
sufren la fase final de su maduración, proceso conocido como capacitación2
(véase Figura 2.6).
Figura 2.6 Capacitación
Se ha demostrado que los espermatozoides no son capaces de fecundar óvulos
hasta que no transcurre un periodo de tiempo desde su llegada al tracto genital
femenino5. Es muy probable que la hialuronidasa acelere la separación de las
células de la corona radiada del óvulo y facilite, de este modo, la aproximación
del espermatozoide a la zona pelúcida. Los espermatozoides “capacitados”
observados en la zona pelúcida o espacio perivitelino han perdido
invariablemente la mayor parte de su material acrosómico (reacción
acrosómica), y está claro que la capacitación es una especie de proceso de
activación que precede a la penetración1,2,3 (véase Figura 2.6).
1. 6 Ovogénesis
Las células germinativas definitivas una vez alcanzan las superficies internas de
las crestas mesonéfricas, lugar donde se desarrollarán las gónadas, se
diferencian en oogonios, en un número de 6’000.000 en cada ovario, alrededor
del quinto mes del desarrollo intrauterino1,2,3. Antes del nacimiento, tiene lugar
una importante degeneración, desapareciendo muchos oogonios. En el ovario,
estos proliferan y se diferencian en oocitos primarios quedando finalmente cerca
de 2’000.000, que perduran a lo largo de la vida reproductiva. Sin embargo, la
mayoría de ellos degeneran antes de la pubertad, momento en el cual solo
persisten unos 40.000 oocitos en cada ovario. Solo unos 400 de éstos se liberarán
en la ovulación y podrán ser fecundados durante los años reproductivos de la
mujer1. Los oocitos primarios entran en los estadios iniciales de la profase de la
primera división meiótica (reducción) del proceso de maduración que no se
completa hasta muy poco antes de la ovulación. Es decir, el periodo de
crecimiento del oocito primario por acumulación de vitelo nutritivo o
deudoplasma, es seguido por dos divisiones celulares sucesivas, siendo la primera
heterotípica –división de reducción o meiosis– durante la cual la dotación total
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
de cromosomas denominada diploide, se divide por la mitad; la segunda
división es homotípica y no implica reducción. Estas dos formas de división son lo
que comúnmente se conoce como meiosis1,2,3 (véase Figura 2.4 y Tabla 2.1).
El oocito primario, que está ya en la profase de la primera división meiótica
(reducción verdadera), contiene un número diploide de cromosomas. Es preciso
subrayar que los oocitos primarios han completado el estado de profase, hasta
diploteno, de la primera división meiótica antes del nacimiento de la mujer. En
lugar de proseguir a la metafase, estos oocitos entran en el llamado estado de
diploteno, periodo de reposo entre la profase y la metafase, que se caracteriza
por una disposición reticular de la cromatina y que dura hasta que, poco antes
de la ovulación, se reanude y complete la primera división meiótica. Cuando se
reanuda esta división, el nucleolo desaparece, la membrana nuclear se
desintegra, los cromosomas se hacen patentes y se disponen en pares
homólogos o bivalentes en el ecuador del huso, orientados radialmente hacia el
polo del oocito. Los cromosomas se separan y un miembro de cada par se dirige
centrípetamente a la región central de la célula, mientras que el otro se
desplaza centrífugamente, originando un relieve en el polo superior del oocito,
que se desprende formando el primer cuerpo o célula polar. La célula más
grande que resulta de esta división de reducción es el oocito secundario que se
dividirá antes incluso de constituirse totalmente. Su complemento haploide de
cromosomas (22 autosomas + 1 cromosoma sexual X) se reordena de nuevo,
alrededor del ecuador del huso, en el polo superior de la célula. La membrana
nuclear no se reconstruye antes de que comience esta segunda división de
maduración. En el momento de la formación del huso, el oocito secundario es
expulsado de su folículo maduro, para entrar en la trompa uterina1,2,3 (véase
Figura 2.8).
Y, como se sospechaba, la división se completa solo después de la fecundación.
Si ésta se realiza, el grupo haploide de cromosomas se divide longitudinalmente,
de manera que cada una de las dos células resultantes recibe una cantidad
igual de material genético, a pesar de que el contenido cromosómico ha sido
partido por la mitad. La célula más grande es el óvulo, que se queda con casi
todo el citoplasma; solo una pequeña cantidad de éste forma parte de la
segunda célula polar1,2,3.
Los cromosomas del óvulo fertilizado pierden ahora su individualización y forman
una especie de retículo cerca del centro de la célula para constituir el núcleo,
que, en esta fase, se llama pronúcleo femenino, alrededor del cual reaparece la
membrana nuclear. El citoplasma se contrae un poco, de manera que se forma
un espacio circunvitelino preciso, en el que pueden ser visibles las células
polares. En este estado, el óvulo maduro se caracteriza por su contenido
cromosómico (la mitad del numero típico de las células somáticas de su especie)
y también por su gran tamaño, debido a la gran acumulación de deudoplasma.
Su pronúcleo está ya listo para unirse con el pronúcleo masculino1,2,3 (véase
Figura 2.7).
32
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.7 Ovogénesis
2. Fases de desarrollo
La embriogénesis está dividida en distintas fases durante los 280 días de
gestación (diez ciclos menstruales de 28-días)4 (ver Anexo 2.1):
• Preimplantación o de huevo – primeros siete días.
• Periodo embrionario – las siguientes siete semanas.
• Periodo fetal – de la octava al nacimiento.
2.1. Periodo de preimplantación
Comprende los primeros siete días desde el momento de la fecundación hasta la
nidación o implantación.
2.2. Fecundación
La fecundación tiene lugar en la unión del tercio externo con el tercio medio de
la trompa de Falopio o uterina y comprende aquellos mecanismos por medio de
los cuales un espermatozoide se aproxima, se fusiona y a continuación atraviesa
la superficie de un óvulo. El hecho central de esta fusión es la unión, en una sola
célula, de dos dotaciones cromosómicas haploides de una especie particular,
siendo éstas lo bastante idénticas como para ocasionar el desarrollo de un
nuevo y viable individuo de la especie4 (véase Figura 2.8).
Se ha reconocido una glicoproteina en la zona pelúcida del óvulo de la rata
denominada ZP35 a la cual se une el espermatozoide y por la cual se inicia la
reacción acrosómica de éste, luego de que el espermatozoide se ha fusionado.
La reacción acrosómica es inducida cuando la ZP3 se une a través de los
receptores de la membrana celular del espermatozoide. La exocitosis de las
vesículas acrosomales libera una variedad de proteasas que lisan la zona
pelúcida. Esas enzimas crean un hueco a través del cual el espermatozoide
puede viajar a través del huevo.
Inmediatamente, después de la fecundación ocurre una despolarización de la
membrana ovular que bloquea por un corto periodo la entrada de más
espermatozoides. En el citoplasma del óvulo se fusionan los pronúcleos masculino
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
y femenino, originándose el cigoto, célula diploide con 46 cromosomas (23 en
cada pronúcleo). De los 46 cromosomas, 44 son somáticos y 2 sexuales (XX o XY),
según el sexo genético determinado en la fecundación, dependiendo del
cromosoma sexual que aporte el espermatozoide. En la terminación del ciclo
meiótico del óvulo, se produce la segunda de las dos divisiones de que consta la
meiosis, con la expulsión de un juego de cromátidas en el segundo cuerpo polar.
La primera división había reducido a la mitad el número de cromosomas; sin
embargo, cada cromosoma estaba formado por dos cromátidas4.
Los pronúcleos masculino y femenino aumentan de tamaño, se aproximan y se
fusionan (cariogamia) para formar un solo núcleo de segmentación. De esta
forma se restablece el número diploide de cromosomas, se determina el sexo
cromosómico del cigoto y se inician una serie de divisiones mitóticas que
constituyen la segmentación. Este momento de la formación del cigoto puede
ser considerado como el punto de inicio del desarrollo embrionario3,1,4 (véase
Figuras 2.9 y 2.10).
Figura 2.8 Periodo de preimplantación
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Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.9 Fusión de los pronúcleos femenino y masculino, formación de huso mitótico y
cuerpos polares
Figura 2.10 Distribución de cuerpos polares, primera segmentación con formación de
blastómeras, formación de Mórula
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
La primera división mitótica ocurre durante las 24 horas siguientes a la
fecundación, y durante los siguientes dos días el cigoto progresa de una simple
célula a 16 células agrupadas, llamadas blastómeras, éstas tienen la
peculiaridad de poseer un solo núcleo diploide en el interior de un citoplasma
muy voluminoso. Las divisiones mitóticas de la segmentación no van
acompañadas por una síntesis importante de citoplasma, por lo que la
replicación y división de material nuclear repetida, junto con el reparto del
citoplasma existente, conduce pronto a la recuperación de una relación
nucleocitoplásmica más normal3, permaneciendo la zona pelúcida alrededor de
las blastómeras .
Al cuarto día alcanza las 32 células y forma la mórula, no más grande que el
huevo original (véase Figura 2.10).
Posteriormente, por un proceso de diferenciación se producen distintos grupos
celulares. Una de estas líneas celulares formará el embrión (grupo celular interno,
masa de células internas, embrioblasto o células formadoras), conformando el
polo embrionario, y la otra formará las membranas nutritivas y protectoras que le
rodean (células trofoblásticas o masa celular externa), que se le llamará polo
abembrionario. Antes de que la zona pelúcida desaparezca, en el interior de la
mórula se produce un acumulo de líquidos secretados por las células
trofoblásticas, los espacios intercelulares se agrandan y agrupan para formar una
cavidad llena de líquido, el blastocele. Así, se constituye el blastocisto3 (véase
Figura 2.11).
Figura 2.11 Formación del polo embrionario y blastocisto
Durante este periodo, el blastocisto pasa a lo largo del tubo uterino y entra al
útero, donde pierde la zona pelúcida, con la consiguiente adquisición de una
mayor capacidad de absorción. Permanece flotante dos días en el endometrio,
nutriéndose del fluido endometrial3.
36
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.12 Nidación o implantación y formación del sincitiotrofoblasto y citotrofoblasto
2.3. Implantación
En el séptimo día el trofoblasto polar (células trofoblásticas cercanas al grupo
celular interno) se adhiere a la mucosa uterina, ejerciendo una acción histolítica
sobre su tejido de revestimiento (la nidación o implantación). El trofoblasto polar
perfora la capa compacta del endometrio, normalmente sobre la pared
posterior del útero, más cerca del fondo que de la cerviz, y puede localizarse en
la línea media o en cualquiera de los lados. El trofoblasto se convierte en corion y
la implantación coriónica establece la placenta. Producida la nidación, el
trofoblasto se diferencia en citotrofoblasto y sincitiotrofoblasto (véase Figura
2.12).
Figura 2.13 Formación de epiblasto e hipoblasto
37
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
2.4 Periodo presomita
Dentro de la vesícula trofoblástica la superficie interna de la masa de células
interna (embrioblasto), se reviste de una capa simple de células poliédricas, el
hipoblasto (en este estado, también recibe las denominaciones de endodermo
embrionario o endoblasto), formando el techo del saco vitelino primitivo o
cavidad exocelomica, y externamente por una capa gruesa de células grandes
dispuestas irregularmente, llamada epiblasto (ectodermo o ectoblasto
embrionario) que se interpone entre el disco y la cavidad blastocística o
amniótica1 (véase Figura 2.13).
2.5 Periodo embrionario
Sobre su superficie externa, el disco germinativo está en proceso de separación
del trofoblasto por la formación de una cavidad que pronto se transformará en
la cavidad del amnios o cavidad amniótica. La pared del saco vitelino (ahora
llamada membrana exocelómica) se retrae de la pared del blastocisto.
En el día noveno el embrión está completamente implantado dentro del
endometrio uterino. La cavidad amniótica se expande y el hipoblasto comienza
a proliferar y migrar sobre el citotrofoblasto para formar la membrana de Heuser.
Aparecen las lagunas trofoblásticas en el sincitiotrofoblasto, las que rodean
completamente el embrión. El punto de implantación es ahora un tapón de
coagulación en la superficie endometrial (véase Figura 2.14).
Figura 2.14 Formación del tapón de coagulación y cavidad amniótica
Entre el décimo y undécimo dia se forma el mesodermo extraembrionario a partir
del citotrofoblasto. También se forma un retículo extraembrionario acelular entre
la membrana de Heuser y el citotrofoblasto. Al mismo tiempo, las lagunas del
trofoblasto comienzan a anastomosarse con capilares maternos y se comienzan
a llenar de sangre.
38
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.15 Formación del saco vitelino primario
El retículo extraembrionario es invadido por mesodermo extraembrionario. Éste
comienza a organizarse para formar una capa que cubre la parte externa de la
membrana de Heuser y una capa que rodea por dentro el citotrofoblasto. La
membrana de Heuser y la capa de mesodermo extraembrionario que la cubre
constituyen el saco vitelino primario3 (véase Figuras 2.15 y 2.16).
En el día 12 una segunda onda de proliferación en el hipoblasto produce una
membrana nueva que migra sobre la parte interna del mesodermo
extraembrionario, empujando el saco vitelino primario hacia el frente. Esta nueva
capa se convierte en el recubrimiento endodermal del saco vitelino definitivo3,
Figura 2.16 Formación de la membrana de Heuser
A medida que el saco vitelino definitivo se desarrolla, el saco vitelino primario se
reduce a una colección de vesículas en el extremo abembrionario de la
cavidad coriónica.
39
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
El saco vitelino definitivo pierde contacto con los remanentes del saco vitelino
primario y el disco germinativo bilaminar con su cavidad amniótica en su parte
dorsal y su saco vitelino por su parte ventral se encuentra suspendido en la
cavidad coriónica por un delgado tallo de conexión.
Figura 2.17 Formación de saco vitelino secundario
En el día 15 aparece un surco a lo largo de la línea media longitudinal del disco
germinativo, el cual ha asumido una forma oval, éste va creciendo hasta
alcanzar la mitad del disco.
Figura 2.18 Formación de la línea y fosita primitiva, nódulo de Hensen y
membrana bucofaríngea
En el día 16 aparece una profunda depresión rodeada de una ligera
proliferación de células de epiblasto en el extremo del surco, cerca del centro
del disco. Este surco es llamado surco primitivo, la depresión se denomina fosita
primitiva y el tejido que la rodea es el nódulo primitivo o de Hensen3, a todo lo
anterior se le conoce como línea primitiva la que establece el eje longitudinal, la
40
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
simetría bilateral del embrión y un extremo cefálico (más alejado de la línea
primitiva) y un extremo caudal (cercano a la línea primitiva) (véase Figura 2.18).
Al mismo tiempo, las células del epiblasto cercanas a la línea primitiva
comienzan a proliferar, se aplanan y pierden la conexión una con otra,
migrando entre el epiblasto y el hipoblasto. Algunas de estas células invaden el
hipoblasto y desplazan sus células, de manera que el hipoblasto es
eventualmente reemplazado por una nueva capa de células, el endodermo
definitivo o entodermo, que va a dar lugar al recubrimiento del intestino y sus
derivados (véase Figura 2.19 y Tabla 2.3).
Figura 2.19 Formación del endodermo definitivo
Algunas células del epiblasto migran a través de la línea primitiva y se esparcen
dentro del espacio entre el epiblasto y el recién formado endodermo definitivo
para formar una tercera capa, el mesodermo intraembrionario, proceso llamado
gastrulación (véase Figura 2.20).
Figura 2.20 Gastrulación
41
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.21 Gastrulación y formación de la prolongación notocordal
Algunas de esas células mesodérmicas migran lateral y cranealmente, mientras
otras son depositadas sobre la línea media, cerca de su sitio de entrada.
Cuando el mesodermo intraembrionario y el endodermo definitivo se forman, el
epiblasto toma un nuevo nombre: ectodermo. Las tres capas definitivas del disco
trilaminar –el ectodermo, mesodermo y endodermo definitivo– son entonces
derivadas del epiblasto. A medida que la gastrulación avanza la línea primitiva
se hace más corta hacia el extremo caudal del disco germinal (véase Figura
2.21).
En el polo anterior del disco oval se forma un engrosamiento endodermal unido
íntimamente con el ectodermo6, es la llamada placa procordal o lámina
procordal o membrana bucofaríngea (en esta presentación la llamaremos
membrana bucofaríngea). Esta aparece en la futura región cefálica que está
localizada enfrente del extremo anterior de la notocorda. La membrana
bucofaríngea es precursora del desarrollo de la región orofacial y da origen al
intestino preoral (bolsa de Seessel). El eje mayor del disco oval, representa el
futuro eje cefalocaudal del embrión en desarrollo1,2,3.
2.6 Notocorda
A partir del nódulo de Hensen, en la fosita primitiva, se forma la prolongación
cefálica o notocordal, que también se abre paso entre el ectodermo y el
endodermo. Esto define el eje medial, y convierte la notocorda en el esqueleto
axial primitivo del embrión. La notocorda termina hacia la parte anterior en una
zona próxima a la membrana bucofaríngea, pero nunca la alcanza, de forma
que queda una zona mesodérmica entre estas dos estructuras que es llamada
por algunos autores zona o mesodermo precordal3.
42
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.22 Unión de la prolongación notocordal con el endodermo
Las células de la prolongación notocordal desarrollan a su alrededor una capa
homogénea que inicialmente se une con el endodermo quedando en
comunicación con el saco vitelino para luego desprenderse de él, proliferar
hasta formar un vástago sólido pero flexible: notocorda, que queda rodeada por
mesodermo. En el día 28 se ha formado completamente la notocorda. Las
diversas fases de la neuralización son inducidas por la notocorda y el mesodermo
paraxial sobre el ectodermo suprayacente (dorsal). El área central de la
notocorda y el mesodermo paraxial inducen la formación de la médula espinal
mientras que el extremo anterior induce las partes media y posterior del cerebro
(el mesencéfalo y el romboncéfalo). Por otra parte, el mesodermo precordal
induce la formación del prosencéfalo. Durante el desarrollo, el tubo neural, a su
vez, induce la formación del arco posterior de las vértebras y de la bóveda
craneana. Existe contradicción en este punto ya que por la nomenclatura
usada, se confunde el mesodermo precordal con la placa precordal que mejor
sería llamarla, membrana bucofaríngea desde el comienzo, como se hace en
este escrito4 (véase Figuras 2.22 y 2.23).
Figura 2.23 Formación de prolongación notocordal
La notocorda es la estructura alrededor de la cual se forma la columna
vertebral. Esta se degenera y desaparece una vez que los cuerpos vertebrales la
rodean. En el extremo cefálico de la notocorda se forma el cartílago paracordal
o lámina basal que se fusiona con los cartílagos que provienen de las regiones
del esclerotoma de los somitas occipitales. Esta masa cartilaginosa contribuye a
formar la base del hueso occipital; que luego por el crecimiento de las
prolongaciones alrededor de la medula espinal forman los límites del agujero
occipital4 (ver capítulo sobre formación de la base craneal) (véase Figura 2.24).
43
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
La notocorda induce la formación de la silla turca en su parte media posterior a
partir del mesodermo paraxial, así como, la ectomeníngea de la bóveda craneal
cuya formación depende en forma compartida con células de la cresta neural.
Fosa
Hipofisiaria
Cartilago
paracordal
Mesénquima
que recubre
la base del
condrocráneo
Notocorda
Arco anterior
del axis
Cuerpo del axis
III vértebra cervical
Figura 2.24 Trayecto de la notocorda
2.7 Mesodermo
Durante la tercera semana de desarrollo, las células del mesodermo migran
lateralmente y comienzan a condensarse a lado y lado de la notocorda. Este
proceso comienza en el extremo craneal del embrión y progresa hacia caudal.
El mesodermo contiguo a la notocorda forma un par de condensaciones
cilíndricas llamadas mesodermo paraxial. Justo al lado del mesodermo paraxial
se forman un par de condensaciones menos pronunciadas, el mesodermo
intermedio, el remanente de mesodermo lateral forma una lámina aplanada
que es llamada mesodermo lateral3,4. Esas tres divisiones de mesodermo dan
lugar a estructuras específicas en el adulto. El mesodermo paraxial se diferencia
en esqueleto axial, musculatura voluntaria y parte de la dermis de la piel. El
mesodermo intermedio produce el sistema urinario y partes del sistema genital.
Comenzando el día 17, el mesodermo lateral se divide en dos capas: una capa
ventral asociada con el endodermo y una capa dorsal asociada con el
ectodermo. La capa adyacente al endodermo da lugar al mesotelio que cubre
los órganos viscerales y por esto es llamado mesodermo esplacnopléurico. La
capa adyacente al ectodermo da lugar al recubrimiento interno de la pared
corporal: mesodermo somatopléurico. La lámina mesodérmica lateral contribuye
a la formación de las paredes del celoma embrionario desde el cual se
desarrollan las cavidades pleural, pericardial y peritoneal. El mesodermo lateral
también forma tejido conectivo perifaríngeo del cuello. El mesodermo
intermedio, ausente de la región de la cabeza contribuye, a la formación de las
gónadas, riñón y corteza adrenal1,3,4,.
44
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
2.8 Mesodermo paraxial –somitas y somitomeras–
Tan pronto como se constituyen las células del mesodermo paraxial,
inmediatamente detrás y contiguas a la membrana bucofaríngea comienzan a
formarse, una serie de estructuras redondeadas llamadas somitómeras. Basados
en estudios de microscopía electrónica, Mier7,8,9 ha propuesto que estas
somitómeras consisten en unos espirales planos, de células de mesodermo
paraxial que continúan formándose en la tercera y cuarta semana,
comenzando con varios pares en la presuntiva región craneal y procediendo
craneocaudalmente hacia las regiones cervical, toráxica, lumbar, sacra y
coccígea. La mayoría de las somitómeras se desarrollan hasta formar bloques de
mesodermo llamados somitas. Sin embargo, las primeras siete pares de
somitómeras no se forman como somitas y las siguientes cuatro se convierten en
somitas craneales. La experimentación ha revelado que los precursores
miogénicos de todos los músculos voluntarios craneofaciales están localizados
en el mesodermo paraxial10,11 (ver Capítulo V).
Existen diferencias significativas, entre somitas y somitómeras. Cuando las somitas
son injertadas en posiciones anormales dentro del tronco ellas forman los
elementos vertebrales característicos de la posición de origen. Se ha encontrado
que un número de genes importantes en el desarrollo, son expresados
diferencialmente en las somitas12; esto sugiere que la identidad vertebral es una
propiedad intrínseca de las somitas. La recolocación de las somitómeras dentro
de la cabeza no causa alteración en las estructuras de la cabeza y los tejidos
injertados dan lugar a estructuras apropiadas a su nueva localización13. Sin
embargo, no se ha encontrado todavía genes que se expresen en unas
somitómeras y en otras no. Esas diferencias hacen improbable que las
somitómeras y aun el mesodermo paraxial cefálico, desempeñen el mismo papel
en el desarrollo de la cabeza como las somitas lo hacen en el tronco14.
Cada somita se diferencia en tres partes, cuyos destinos están implicados en sus
nombres, la parte medioventral es designada como esclerotoma; ésta
contribuye a la formación de la columna vertebral y responde por su naturaleza
segmentaria, excepto en la región occipital, donde la fusión forma el hueso
craneal occipital. El aspecto lateral del somita es llamado dermatoma, que da
origen a la dermis de la piel. La porción intermedia, el miotoma, se diferencia en
los músculos del tronco y miembros y contribuye con la formación de algunos
músculos de la región orofacial1,3.
El octavo, noveno y décimo par de somitómeras se diferencian en el primero,
segundo y tercer par de somitas en el día 20. El resto de somitas se forma en una
progresión cefalocaudal a una velocidad de tres o cuatro por día, finalizando
alrededor del día 30. En el humano, se forman aproximadamente 42 a 44 pares
de somitas, alrededor de la notocorda desde la región occipital (base de
cráneo) hasta la rabadilla, estableciendo el patrón para las regiones del cuerpo,
siendo identificadas como 4 occipitales, 8 cervicales, 12 torácicas, 5 lumbares, 5
sacras y 8-10 coccígeas3,4.
45
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.25 Formación de la placa neural
2.9 Placa neural
El primer evento en la formación del futuro sistema nervioso central es la
aparición, en el día 18, de un engrosamiento en el ectodermo, llamado placa
neural, a lo largo del eje mediosagital desde craneal hasta la línea primitiva. Ésta
es inducida por la notocorda y el mesodermo1,2,3. La placa neural aparece
primero en el extremo craneal del embrión y se diferencia craneocaudalmente.
A medida que crece la placa neural, sus bordes se elevan y forman los pliegues
neurales, los cuales limitan entre sí y en la línea media, una depresión longitudinal
denominada surco neural (véase Figura 2.25).
A medida que el surco neural se profundiza, sus bordes dorsales entran en
contacto entre sí y se fusionan para convertirse en un canal hendido
sagitalmente llamado tubo neural, el cual posteriormente formará la médula
espinal y el encéfalo con permanencia de una cavidad que forma un conducto
central y el sistema ventricular1,2,3.
A partir del día 22 ocurre una diferenciación del ectodermo en cutáneo o
epidermal y neural. La epidermalización da origen al epitelio o ectodermo, la
neuralización forma el tubo neural o neuroectodermo, llamado así en esta etapa
y en esta descripción, que luego desarrollará las estructuras nerviosas del
encéfalo, y las células de la cresta neural o ectomesénquima que migran desde
la cresta de los pliegues neurales entre el neuroectodermo, la capa epitelial y a
través del mesodermo originado desde la línea media primitiva15.
Los pliegues neurales se hacen particularmente prominentes en el extremo
anterior del embrión y las paredes del surco se agrandan. Este crecimiento es el
primer signo de la formación del encéfalo, sin embargo, no es un crecimiento
uniforme. Este proceso se efectúa primero en el cerebro posterior o en la región
de la tercera a quinta somita, el sitio de la futura región occipital, al final de la
tercera semana, día 22, y se extiende en ambos sentidos, hacia la cabeza y
hacia la cola hasta que solo queda una abertura en cada extremo3,4.
46
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
2.10 Neuroporos
Los neuroporos craneal y caudal son aberturas del tubo neural; el primero se
cierra hacia el día 25 y el segundo en el día 27. El cierre de los neuroporos
coincide con el establecimiento de una circulación vascular sanguínea para el
tubo neural3.
Las células que se encuentran en la línea de fusión de los bordes de la placa
neural constituyen la cresta neural (se encontrará más adelante, cresta neural y
ectomesénquima) (véase Figura 2.26).
Figura 2.26 Formación de neuroporos
2.11 El periodo somita
El periodo somita se caracteriza por el establecimiento de los sistemas
cardiovascular, respiratorio, genitourinario y nervioso, y aparece el primordio del
ojo y el oído interno. El disco embriológico desarrolla un plegamiento en la
cabeza y en la cola, facilitando el encerramiento de la capa germinativa
endodérmica, estableciendo así las bases para el intestino tubular. La parte
endodérmica del saco vitelino que se incorpora dentro del extremo craneal del
embrión se denomina intestino anterior y el límite anterior es cerrado por la
membrana bucofaringea4. Similarmente, la parte del saco vitelino que se
incorpora al extremo caudal del embrión es llamada intestino posterior, limitada
ventralmente por la membrana cloacal. La porción intermedia del canal
alimenticio es el intestino medio, la cual permanece en comunicación con el
saco vitelino a través del conducto vitelino (onfalomesentérico). El intestino
inicialmente sellado en ambos extremos, solamente es convertido en un canal
por la ruptura tardía de las membranas cloacal y bucofaringea4 (véase Tabla
2.2).
47
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Periodo embrionario
Periodo presomita
8 a 21 días
Periodo somita
21 a 31 días
Periodo postsomita
32 a 56 días
Tabla 2.2 Periodo embrionario
El endodermo del intestino anterior más tarde produce el divertículo
laringotraqueal desde el cual se desarrollan los bronquios y los pulmones. Otros
productos endodérmicos del intestino anterior son el divertículo hepático y
pancreático, produciendo los elementos secretorios del hígado y del páncreas.
Al mismo tiempo desarrolla la faringe, el esófago, estómago y la primera parte
del duodeno. El intestino medio forma el resto del duodeno, el intestino delgado,
el ciego, el colon ascendente y los dos tercios derecho e izquierdo del colon
transverso. El intestino posterior forma el tercio izquierdo del colon descendente,
el recto y la parte superior del canal anal3.
La apariencia externa del embrión tardío presenta un cerebro prominente
formando una porción predominante de la cabeza temprana, cuya cara y
cuello formado por los arcos faringeos, está fuertemente flexionada sobre un
corazón precoz
Los ojos, nariz y oídos se inician con la formación de plácodas, mientras la
protuberancia ventrolateral indica el comienzo de las yemas de los miembros. La
pared del vientre inferior protruye visiblemente en su conexión con la placenta a
través del pedúnculo de conexión y un apéndice caudal del embrión
(alantoides).
La rápida organogénesis que tiene lugar durante los diez días del periodo somita,
hace al embrión excesivamente susceptible a factores medioambientales que
pueden producir un desarrollo anómalo permanente. Una enfermedad materna,
particularmente de origen viral, irradiación y terapia de drogas durante el primer
trimestre del embarazo (el cual incluye el periodo de desarrollo somita), son bien
conocidos en la práctica obstétrica por ser la causa de algunas anomalías
congénitas del feto3.
48
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Neuroectodermo
Cutáneo o epidermal
Endodermo
embrionario primitivo
Sistema nervioso periférico.
Ganglios de los nervios craneales o raquídeos.
Ganglios simpáticos.
Sistema nerviosos central.
Cresta neural y sus derivados.
Lóbulo posterior de la hipófisis (neurohipófisis).
Órganos cromafines.
Epitelio neural de los órganos de los sentidos.
Piel y sus apéndices.
Cubierta epidermal de la frente y región frontonasal.
Epidermis de las regiones maxilar y mandibular, el dorso de la lengua.
Mucosa oral.
Esmalte de los dientes.
Plácodas del cristalino.
Lóbulo anterior de la hipófisis.
Epidermis y células de revestimiento de las glándulas que se abren en ella
y los anexos de piel, pelo y uñas.
Epitelio de la cornea, la conjuntiva y glándulas lagrimales.
Glándulas salivares excepto glándula lingual (endodermo) –parénquima.
Epitelio que reviste la porción inferior del canal anal y el de la uretra
terminal.
El revestimiento epitelial de la totalidad del tubo digestivo, con la
excepción de aquellas porciones que ya se han dado al ectodermo.
Las células que revisten a todas las glándulas que se abren en el tubo
digestivo, incluyendo el hígado y el páncreas, pero excluyendo las
glándulas salivales, excepto la lingual.
El epitelio de revestimiento de la trompa auditiva y la cavidad timpánica.
El epitelio de la glándula tiroides y paratiroides y el timo.
El epitelio de revestimiento de la laringe, tráquea y conductos aéreos
menores, incluyendo los alvéolos y los sacos aéreos.
El epitelio de la mayor parte de la vejiga urinaria y gran parte de la uretra.
El epitelio de la próstata.
Mesodermo
intraembrionario
Tejidos conectivos .
Algunas partes dentales con excepción del esmalte.
Sistema locomotor, toda la musculatura del cuerpo tanto estriada como
lisa con la excepción de la musculatura del iris.
Sistema cardiovascular (corazón y vasos sanguíneos) la sangre y los
sistemas vasculares sanguíneo y linfático.
El sistema urogenital, con la excepción de la mayor parte de la vejiga
urinaria, próstata y uretra.
La corteza de las glándulas suprarrenales y los revestimientos mesoteliales
de las cavidades pericárdica, pleural y peritoneal.
Tabla 2. 3 Estructuras derivadas de las capas embrionarias
49
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
3. Cresta neural
Las células de la cresta neural provienen del ectodermo15, exactamente del
pliegue neural, son llamadas tejido ectomesenquimal, ectomesénquima, cuarta
capa de células embriológicas, capa germinativa secundaria, células
neuroectodermales. Son una población de células migratorias que se forman y
migran aún estando el tubo neural abierto, cosa que sucede en la cabeza o
estando cerrado, lo que sucede en el tronco3 (véase Figura 2.32).
Figura 2.32 Formación y migración de células de la cresta neural
La migración celular es esencial para el desarrollo craneofacial. Lo que puede
suceder en las células de la cresta neural, lo describió Viebahn16 en 1995 como la
transformación epitelio-mesenquimal (EMT), es una disminución de la expresión
de la adhesión celular, por la E-cadherin, que libera la unión de una célula con
otra, volviéndolas móviles para interactuar con la matriz extracelular y con las
integrinas que han sido identificadas en la migración17.
Muchas células de la cresta neural son bipotenciales o multipotenciales. Algunas
están ya encomendadas a un destino particular antes de salir del tubo neural;
otras son bipotenciales estando en el tubo neural18,19. Cuando no están definidas
de antemano es debido a una respuesta a factores de matriz extracelular
encontrados durante o después de la migración celular20,21.
De acuerdo al sitio de origen en el eje neural, las células de la cresta neural son
denominadas: craneales (anterior a las somitas), vagales (somitas 1 a 7) y sacras
(posteriores a la somita 28), del tronco (somitas 8 a 28) y cardiacas. Las rutas de
migración de las células con origen rostral a las somitas migran por debajo de la
superficie del ectodermo y viajan superficialmente al mesodermo paraxial a
medida que ellas se mueven hacia los arcos faríngeos. El patrón de migración de
las células del tronco puede ser de dos formas: dorsolateral, una ruta superficial
debajo del ectodermo, para las que van a dar origen a las células pigmentarias
50
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
(melanocitos) y una ruta profunda a través de los somitas, seguida por aquellas
que van a dar lugar a las neuronas y sus células de soporte y por las células
neuroendocrinas18,19.
Las células de la cresta neural sacras y vagales dan origen a los ganglios
parasimpáticos del intestino5. Las células de la cresta neural cardiaca están
localizadas entre las craneales y las del tronco, a la altura de los somitas 1 a 3.
Estas pueden desarrollarse en melanocitos, neuronas, cartílago y tejido conectivo
del tercero, cuarto y sexto arco faríngeo. Adicionalmente, éstas producen el
tejido conectivo muscular de la pared de las grandes arterias del corazón.
El destino de las células de la cresta neural fue mostrado por Johnston22 en 1966
usando [3H] timidina autoradiográfica. Las células marcadas migran hacia la
presuntiva región facial durante el desarrollo craneofacial temprano,
contribuyen a la formación de los ganglios sensoriales, hueso, cartílago y tejido
conectivo asociado a músculos voluntarios. Las células que migran dentro del
mesodermo paraxial craneal proveen mesénquima para la angiogénesis en la
formación de vasos sanguíneos, músculo liso de los vasos sanguíneos de la
cabeza y el cuello; además, son fuente de melanocitos para la piel y
pigmentación ocular.
Las células que migran desde el prosencéfalo llegan hasta la región frontonasal,
orbital y maxilar, las que lo hacen desde el mesencéfalo se han encontrado en el
maxilar, complejo palatino y mandíbula. Las primeras células de la cresta en
migrar se dirigen hacia la mandíbula, seguidas de las células que migran hacia el
maxilar y por último hacia la región nasofrontal14. Couly y otros23 en 1993
mostraron que las células de la cresta neural contribuyen con la formación de los
huesos del neurocraneo membranoso incluyendo el frontal, parietal y huesos
escamosos. Además, los cartílagos secundarios en el embrión tardío, formados
en los márgenes de la bóveda y los huesos faciales también son derivados de
éstas.
El cráneo precordal localizado en el extremo anterior de la notocorda, desde la
mitad de la silla turca es derivado enteramente de las células de la cresta neural
y el cráneo cordal localizado posterior a este límite es derivado tanto del
mesodermo (en su parte ventral) y de las células de la cresta en su parte parietal
y región ótica4,14. Le Dourain y otros18 en 1982 indicaron que las células del
tronco dan lugar a ganglios sensoriales y simpáticos, células adrenomedulares y
células pigmentarias.
Las células de la cresta neural presuntivas para el arco mandibular, injertadas en
el segundo arco, producen rasgos propios del primer arco, incluyendo esqueleto
mandibular24. Estudios en la expresión de genes homeobox durante la formación
dental indican que no todas las células de la cresta que llegan al arco
mandibular son preespecificadas25. La evidencia para un prepatrón de las
células de la cresta neural está limitada a las células proximales (dorsales) del
arco mandibular que se originan en el cerebro posterior; las células distales
(ventral) del arco mandibular tienen un origen axial diferente y son derivadas de
la cresta del cerebro medio26.
Las células de la cresta del tronco parecen menos preespecificadas27 que las de
la región craneal, y no forman hueso ni cartílago cuando se transplantan a
regiones craneales. Sin embargo, si se las combina con epitelio oral, en estudios
51
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
de recombinación y transplante, éstas han mostrado participación en la
esqueletogénesis.
Siendo las células de la cresta una población migratoria, las anormalidades en el
crecimiento pueden ocurrir en diferentes momentos o estadios de formación,
diferenciación y morfogénesis de éstas. Esos tiempos y lugares incluyen: a)
premigración, cuando las células de la cresta aún están en el tubo neural; b)
durante la migración, cuando las células de la cresta interactúan de una forma
transitoria con elementos de los microambientes por las cuales ellas pasan; o, c)
posmigración, el tejido derivado de las células de la cresta neural (neuronal,
pigmentario, síntesis de hormona etc.) interactúan con componentes en el sitio
de la diferenciación20,21.
Epitelio
(epitelialización)
Epitelio
Tubo neural
(neuralización)
Células de la
Cresta Neural
Tubo neural
Células de la
Cresta Neural
Migración celular
(células de la cresta neural)
Membrana
Bucofaríngea
Migración celular
(células de la cresta neural)
Figura 2.33 Neuralización, epitelialización y migración de las células de la cresta neural,
hasta la capa epitelial producida por la membrana bucofaríngea
Para comenzar la esqueletogénesis craneofacial es indispensable que las células
de la cresta neural migren y se encuentren con una prolongación de células
ectodérmicas producidas por la capa epitelial de la membrana bucofaríngea,
que se encuentra muy cerca al neuroectodermo (tubo neural). El
ectomesénquima entra entre estas dos capas y a su vez se pone en contacto
con el endodermo que gracias al excesivo crecimiento cefálico se va
disponiendo más verticalmente y hace un pliegue que lo deja en contacto con
el ectomesénquima. Según Tyler y otros28, y Bee y Thorogood29, se requiere una
interacción epiteliomesenquimal entre las células de la cresta neural y el epitelio
maxilar o mandibular, Le Douarin30, y Thorogood y Ferrati31 mencionan una
mutua relación de la superficie del ectodermo, el neuroectodermo y el
mesénquima y Sperber4 entre el epitelio neural y epidermal y el endodermo
faríngeo lo cual induce la formación de los arcos faríngeos. Otras estructuras
derivadas de las células de la cresta neural pueden verse en la Tabla 2. 4 (véase
Figuras 2.33, 2.34, y 2.35).
Se propone que, a menos que ocurra normalmente la migración prosencefálica
de células de la cresta neural, se desarrollará una holoprosencefalia. El desarrollo
facial parece proceder independientemente del cierre del neuroporo anterior, lo
cual ocurre después de que las células de la cresta neural han migrado hacia los
arcos faríngeos3,4,5,14.
52
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.34 Proceso de plegamiento y migración de células de la cresta neural,
diferenciación del telencefalo, diencéfalo y mesencéfalo
Figura 2.35 Formación de la capa ectodérmica desde la membrana bucofaríngea,
separación de la capa de neuroectodermo y ectodermo por el ectomesénquima,
proceso de inducción en el centro de organización prosencefálico y romboncefálico.
Formación de los arcos branquiales
3.1 Mesodermo precordal –centro de organización prosencefálico–
Entre el extremo cefálico de la notocorda y la membrana bucofaríngea hay una
población especial de células del mesodermo llamadas mesodermo
precordal3,4, que también es llamado centro de organización prosencefálico
que se deriva según Sperber4 del mesodermo precordal o paraxial que migra
desde la línea media primitiva y está en el extremo rostral de la notocorda
debajo del cerebro anterior (prosencéfalo); se le atribuye como función, inducir
53
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
la formación del aparato visual, el oído interno y el tercio superior de la cara
(véase Figura 2.36).
Figura 2.36 Centro de organización prosencefálica y romboncefálica
3.2 Centro de organización romboncefálico
Se reporta otro centro de organización: el romboncefálico, posterior, que induce
el tercio medio e inferior de la cara (el esqueleto viscerofacial) incluyendo el
oído externo4. Esta forma de inducción que actúa a través de los centros
organizadores es llamada por Pansky2 como inducción secundaria y se refiere a
ella así: “...Una vez establecido el plan embrionario básico por los organizadores
primarios, tiene lugar una cadena de inducciones secundarias. La formación del
oído es un ejemplo del romboncéfalo que reacciona a la inducción secundaria
de su mesénquima adyacente...” (véase Figura 2.36).
54
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Tipos
de
Tejidos
Origen
Rombómeras
neuroectodermal
Mesencéfalo
y
extremo craneal
del metencéfalo
Extremo superior
del mielencéfalo
Región
media
del mielencéfalo
Estructuras específicas
r2
r3
Cartílago de Meckel
r4
r5
r6
r7
Cartílago de Reichert
Cartílago y hueso del cráneo precordal:
Tejido conectivo
Odontoblastos papila dental (dentina);
pulpa.
Dermis de la cara y cuello.
Mesénquima corneal.
Tendones y aponeurosis asociada con
músculos voluntarios
Estroma de glándulas salivales, timo, tiroides,
paratiroides y glándula pituitaria.
Paredes
de
los
vasos
sanguíneos
(exceptuando endotelio) arterias del arco
aórtico.
Tejido muscular
Músculos ciliares
Músculos de la pupila.
Tegumentos de los músculos de los arcos
faríngeos (masticatorios, facial, fauces,
laríngeo)
Tejido nervioso
Meninges del cerebro.
Otros
cartílagos
faringeos
Los huesos dermales
(intramembranosos) del
esqueleto craneofacial.
Porción escamosa del
hueso temporal
Piamadre
aracnoides
Glia.
Células de la vaina de Schwamm.
Ganglios sensoriales, autónomos, de la raíz
dorsal espinal, sensoriales del trigémino, facial
(geniculado), glosofaríngeo (ótico y superior
y nervios vagales –yugular–).
Sistema nervioso autónomo
Ganglios y plexos simpáticos
Ganglios
parasimpáticos
(ciliares,
esfenopalatino,
submandibular,
sistema
entérico).
Neuronas de la mayoría de nervios craneales.
Tejido endocrino
Células
C
de
la
glándula
tiroides.
Parafoliculares produciendo calcitonina.
Células adrenomedulares y paraganglios
adrenérgicos.
Cuerpo carotídeo
Células pigmentarias
Células pigmentarias.
Melanocitos en todos los tejidos; melonóforos
del iris.
Tabla 2.4 Derivados craneofaciales de las células de la cresta neural
55
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
4. Tubo neural - sistema nervioso
Una vez formado el tubo neural, la porción cefálica comienza a flexionarse en
sentido ventral, marcando el sitio del futuro mesencéfalo o cerebro medio, a
esta flexión se le llama flexión mesencefálica. La porción anterior a esta flexión se
le denomina prosencéfalo o cerebro anterior y la porción caudal a la flexión se
convierte en romboncéfalo o cerebro posterior. Aún en este estadio temprano
de diferenciación, el romboncéfalo se divide en segmentos por tenues
constricciones. Esos segmentos son llamados neurómeros o más específicamente
rombómeros15.
En el día 22 son visibles cuatro rombómeros y en el día 26 hay 7 u 8. Los
rombómeros son verdaderos compartimentos de células con un linaje
determinado32. Y están relacionados espacialmente a los arcos faríngeos y sus
nervios craneales, cada nervio se deriva de un par de rombómeros específicos.
Las neuronas del V par craneal provienen de r2 y r3 opuesto al primer arco; el VII
y VIII par provienen de r4 y r5 opuesto al segundo arco; el IX par de r6 y r7
opuesto al tercer arco y el X y XI par de r7 y r8 opuesto al cuarto arco. Los
cuerpos celulares de las neuronas motoras se encuentran en los rombomeros 2,
4, 6 y 715.
Adicionalmente, la segmentación rombomérica también desempeña un papel
clave en el desarrollo craneofacial. Las células de la cresta neural que forman el
cartílago, hueso y tejido conectivo de cada arco faríngeo provienen de una
localización precisa en las rombómeras del cerebro posterior. El arco mandibular
de r1 y r2, el arco hiodeo de r4 y los arcos remanentes de r6 y r8. Se nota que r3 y
r5 contribuyen muy poco, ha sido propuesto que esto se debe a apoptosis de
células de la cresta neural de esos compartimentos33. Sin embargo, recientes
investigaciones han mostrado que las células de cresta neural de r3 y r5 también
migran rostral y caudalmente para emerger como parte del flujo adyacente a
r2, r4 y/o r634.
Durante la quinta semana, el prosencéfalo y el romboncéfalo se dividen cada
uno en dos porciones, así se convierten las vesículas craneales primarias en cinco
vesículas secundarias. El prosencéfalo se divide en telencéfalo (parte más
anterior) y diencéfalo (parte caudal). El romboncéfalo se divide en metencéfalo
(parte craneal) y mielencéfalo (parte caudal). Del telencefalo se desarrolla el
rinencéfalo que consta de una serie de estructuras intracerebrales, a saber; el
bulbo límbico y las estructuras adheridas y los bulbos olfatorios. El desarrollo de los
bulbos olfatorios es consecuencia de una formación cortical que tiene lugar bajo
la influencia inductiva del epitelio olfatorio de las cavidades nasales3 (véase
Figura 2.38).
56
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Agujero
de Monro
Lámina terminal
cinérea
Telencéfalo
Mielencéfalo
Romboncéfalo
Tercer
ventrículo
Ventrículo
lateral
Metencéfalo
Acueducto
de Silvio
Mesencéfalo
Diencéfalo
Prosencéfalo
Telencéfalo
Mesencéfalo
Istmo
Pliegue Cervical
Metencéfalo
Cuarto
ventrículo
Mielencéfalo
Figura 2.37 Formación del sistema nervioso central
Rinencéfalo
Hemisferios
primitivos
Telencefalo o
cerebro anterior
cerebrales
Núcleos basales
Evaginación
dorsal
glándula pineal
Evaginación ventral
hipófisis anterior
Prosencéfalo
Diencéfalo o
cerebro intermedio
–
Epitálamo
Tálamo
Hipotálamo
Vesículas ópticas
Cerebro
Mesencéfalo
medio
o
cerebro
Romboncéfalo
Mesencéfalo
Mesencéfalo
Metencéfalo anterior
Protuberancia anular
Cerebelo
Mielencéfalo
Bulbo raquídeo
Tabla 2.5 Componentes cerebrales
El telencéfalo constituye la parte más rostral de la vesícula. El telencéfalo con sus
dos expansiones anterolaterales –hemisferios cerebrales– crece tanto en
dirección lateral como caudal, y gradualmente rodea al diencéfalo y las
estructuras dorsales del mesencéfalo y parte del metencéfalo. Con el
crecimiento del telencéfalo, los bulbos olfatorios entran en lenta regresión y se
convierten en apéndices. Antes del cierre del neuroporo anterior aparecen dos
crecimientos laterales o divertículos llamados vesículas ópticas a cada lado del
encéfalo anterior. Las vesículas ópticas son los primordios de la retina y los nervios
57
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
ópticos2,3. El límite entre el metencéfalo y el mielencéfalo está determinado por
el tercer pliegue o pliegue pontino. El tallo encefálico está formado por el
mielencéfalo, el metencéfalo y el mesencéfalo. El diencéfalo se desarrolla a
partir de la porción media del prosencéfalo y está limitado atrás por un plano
que pasa por la glándula pineal y los cuerpos mamilares y por delante por un
plano que pasa en dirección rostral respecto del quiasma óptico, que encierra el
agujero de Monro. El piso del diencéfalo da origen a los primordios neurales de
los ojos y entre los dos al infundíbulo (en forma de embudo) y al futuro lóbulo
neural de la hipófisis.
La cavidad del telencéfalo da orígen a los ventrículos laterales y la del
diencéfalo al tercer ventrículo. El ventrículo lateral de cada lado se une con el
tercer ventrículo por el agujero interventricular (Monro). El tálamo está separado
del epitálamo por el surco epitalámico y del hipotálamo por el surco
hipotalámico.
Figura 2.38 Representación esquemática del arreglo segmentario del mesodermo paraxial
cefálico en somitómeras y somitas y el origen de los músculos voluntarios craneofaciales.
Tomado de Meikle MC15.
58
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Figura 2.39 Sobre una vista sagital se observa la segmentación por rombómeras y las
flexiones iniciales del tubo neural
Figura 2.40 Desarrollo del mesencéfalo, romboncéfalo y aparición de la copa óptica
Figura 2.41 Desarrollo de diencéfalo, telencéfalo, mielencéfalo, metencéfalo e inicio de la
formación de los hemisferios cerebrales.
59
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.42 Crecimiento de los hemisferios cerebrales y plegamiento de la flexión pontina.
Figura 2.43 Relación espacial de los arcos faríngeos, rombómeros, nervios craneales,
núcleos motores de nervios craneales, dominios de la cresta neural, somitómeras y
somitas. Tomada de MeikLe M C15.
60
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
5. Glándula hipófisis o pituitaria
La glándula pituitaria o hipófisis está situada enfrente del extremo anterior de la
notocorda y del mesénquima precordal que es el responsable de inducir el
divertículo neuroectodérmico. La glándula se desarrolla desde una plácoda, es
decir, de un contacto directo entre el neuroectodermo del diencéfalo (parte del
sistema nervioso central) y el ectodermo bucal6. En el diencéfalo, a nivel del
tercer ventrículo, se forma un divertículo, llamado infundíbulo que crece
ventralmente hacia el estomodeo. Simultáneamente, aparece una prolongación
ectodermal en el techo del estomodeo, que se invagina, para formar un
divertículo llamado bolsa de Rathke, la cual crece dorsalmente hacia el
infundíbulo3 (véase Figura 2.39).
61
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.44 Desarrollo de la glándula pituitaria
Par
tuberalis
Eminencia medial
Quiasma optico
Tallo
infundibular
Hueso
esfenoides
Notocorda
Techo
faríngeo
Adenohipófisis
Figura 2.45 Glándula pituitaria
62
Neurohipófisis
Par
Intermedia
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
La bolsa de Rathke se alarga y presenta una constricción en la inserción del
epitelio bucal lo cual origina aspecto de pezón. En esta etapa ya ha hecho
contacto con el infundíbulo.
La bolsa de Rathke pierde su conexión con el estomodeo y forma un saco que es
incorporado a la superficie craneal del infundíbulo.
La glándula hipófisis o pituitaria queda formada por dos lóbulos, el anterior, la
adenohipófisis se origina de la superficie ectodérmica, mientras la posterior, la
neurohipófisis, se deriva del diencéfalo1. La invasión del tejido de la cresta neural
forma el estroma de tejido conectivo y células endocrinas que producen las
hormonas estimulantes adrenocorticotrópica y melanocítica. Se ha encontrado
reacción positiva para hormonas pituitarias en la semana 15 de la vida fetal15.
Entre la adenohipófisis y la neurohipófisis se localiza una parte intermedia
derivada de la superficie ectodermal, y a lo largo del tallo o pedúnculo del
infundíbulo una extensión craneal de la adenohipófisis, la parte tuberalis.
La invasión del mesodermo se organiza y forma la base craneal cartilaginosa
que va a formar la silla truca, ésta aparece después de que la invaginación
ectodermal de la adenohipófisis ha perdido su conexión con la bolsa de Rathke,
es decir con el tejido ectodérmico faríngeo4,35.
Algunos estudios afirman que una pequeña porción de adenohipófisis puede
persistir normalmente en la pared de la faringe como hipófisis faríngea36. La base
craneal cartilaginosa se proyecta hacia la parte posterior de la región glandular.
La notocorda es reconocible dentro de este tejido cartilaginoso con una forma
de onda, estructura que desaparece cuando el cartílago comienza a proliferar
rostralmente debajo de la glándula pituitaria (véase Figura 2.24).
Al igual que la hipófisis, la base de cráneo en la zona de la silla turca, estructura
que soporta la hipófisis, se desarrolla desde dos origenes embriológicos. La región
posterior de la silla turca, formada alrededor de la notocorda desde el
mesodermo paraxial y la región anterior a la silla turca derivado de las células de
la cresta neural4,3,30,37,38,39,40.
6. Bulbo olfatorio
Al final de la cuarta semana aparecen las plácodas nasales u olfatorias en la
porción anteroinferior de la prominencia frontal. Se caracterizan por tener una
superficie ectodermal medial, de la cual se formará el órgano vomeronasal (ver
órgano vomeronasal), en contacto directo con una parte más lateral de donde
se desarrollará el epitelio rinoolfatorio15. Las plácodas son inducidas por el
mesodermo adyacente y secundariamente por la superficie ventral del
prosencéfalo.
63
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.46 Formación del tracto olfatorio
El epitelio rinoolfatorio se inicia cuando algunas células se diferencian para
formar las células neurosensoriales primarias3. Al final de la quinta semana esas
células producen axones que cruzan una corta distancia para penetrar el
extremo más craneal del telencefalo2. La llegada de esas fibras al telencéfalo
induce la formación del bulbo olfatorio, que comienza a formarse en la sexta
semana, en el extremo de cada hemisferio cerebral donde hacen sinapsis los
axones de las células primarias neurosensoriales. Las células en el bulbo olfatorio
que hacen sinapsis con los axones de las neuronas sensoriales primarias se
diferencian y se convierten a neuronas sensoriales secundarias de los tractos
olfatorios. Los axones de esas células hacen sinapsis en el centro olfatorio de los
hemisferios cerebrales. A medida que cambian las proporciones de la cara y el
cerebro, se incrementa la distancia entre los bulbos olfatorios y su punto de
origen sobre los hemisferios, los axones de las neuronas olfatorias secundarias se
alargan para formar el pedúnculo del tracto olfatorio del sistema nervioso. El
64
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
componente neuronal de la parte vomeronasal de la plácoda es el nervio
terminal, mientras que el componente neuronal de la parte rino-olfatoria es el
nervio olfatorio. La cápsula nasal cartilaginosa se forma alrededor de la plácoda
nasal en desarrollo. La osificación del hueso etmoides alrededor de esos axones
crea la lámina cribiforme perforada3,2,15.
7. Arcos faríngeos o branquiales
Los arcos branquiales o faríngeos constituyen masas de mesodermo, cubiertas
por ectodermo y revestidas de endodermo. Dentro de estas masas, se forman los
componentes musculares y esqueléticos, así como los arcos aórticos y las redes
nerviosas de la cara2.
En el embrión humano se forman en una secuencia craneocaudal los arcos 1º,
2º, 3º, 4º y 6º. El quinto arco se forma como un rudimento transitorio de rápida
regresión. El primer arco aparece en el día 22; el segundo y tercer arco
aparecen secuencialmente en el día 24; y el cuarto y sexto arco aparecen
secuencialmente en el día 293.
La mayoría de los cartílagos que se forman dentro de los arcos faríngeos se
desarrollan de las células de la cresta neural, aunque los cartílagos del cuarto y
sexto arco aparentemente se desarrollan del mesodermo lateral. Los huesos que
se desarrollan de los cartílagos de los arcos faríngeos son endocondrales,
aunque en los humanos, algunos de esos cartílagos se encuentran
completamente encerrados dentro de huesos membranosos que se forman por
osificación directa del mesénquima dermal, también de origen de células de la
cresta neural16.
Durante el periodo somita, día 22, ocurre una migración de células de la cresta
neural que separan las capas ectodérmicas o epiteliales y neuroectodérmicas e
interactúan con el endodermo faríngeo y mesodermo precordal. Éstas rodean
los seis arcos de las arterias aórticas, e inician el desarrollo de los arcos faríngeos
que son estructuras transitorias. El núcleo mesodérmico inicial de cada arco es
aumentado por tejido de la cresta neural que rodea el núcleo mesodermal. El
mesodermo dará origen a los mioblastos musculares, mientras las células de
cresta neural dan origen a tejido esquelético y conectivo. Es en esta misma
época, cuarta semana, día 281,4; día 242,3,15,41, que se observa la desintegración
de la membrana bucofaríngea, estableciendo continuidad entre la cavidad oral
primitiva o estomodeo y la cavidad faríngea3.
Los arcos faríngeos están separados por los surcos o hendiduras faríngeas sobre
el lado externo del embrión, corresponden internamente con cinco bolsas de la
faringe elongada del intestino anterior, conocidas como bolsas faríngeas.
Aunque van a ser descritos los derivados de cinco o aún seis arcos, solamente
tres arcos (y excepcionalmente, cuatro) aparecen externamente. Caudal al
segundo, hay una depresión ectodérmica: el seno cervical3.
65
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Figura 2.47 Corte frontal y esquemático de los arcos faríngeos, bolsas faríngeas,
hendiduras faríngeas y estructuras derivadas en su posición inicial y final
Los arcos faríngeos disminuyen de tamaño desde craneal a caudal, el tercero,
cuarto y quinto arcos consisten de barras de mesodermo cubiertas de epitelio
divididas en la línea media por el desarrollo del corazón. En cada uno de los
cinco pares habrá una diferenciación gradual de:
ƒ Una barra de cartílago central que forma el esqueleto del arco.
ƒ Un componente muscular.
ƒ Un componente vascular, una arteria aórtica que corre alrededor de la
faringe desde la localización ventral al corazón a la aorta dorsal.
ƒ Un elemento nervioso, consistente de fibras motoras viscerales especiales
y fibras mixtas de uno o más nervios craneales aportando a la mucosa y
los músculos que provienen de cada arco.
Figura 2.48 Componentes internos de los arcos faríngeos
66
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Las barras de cartílago, que provienen de la cresta neural, son transformadas a
hueso, las estructuras cartilaginosas o ligamentosas, en algunos casos pueden
desaparecer en el desarrollo tardío. Los componentes musculares son de origen
somitomérico y somítico y dan lugar a músculos viscerales especiales
compuestos por fibras de músculo estriado. Las fibras nerviosas de nervios
craneales específicos entran al mesodermo de los arcos branquiales, iniciando el
desarrollo muscular en el mesodermo. Los músculos provienen del núcleo
mesodérmico que migra desde su sitio de origen y se adapta a los arcos
faríngeos derivados. El aporte nervioso original a esos músculos es mantenido
durante la migración, respondiendo por los desvíos de muchos de los nervios
craneales en la anatomía adulta. El sistema vascular se origina desde la placa
lateral del mesodermo y angioblastos del tejido de la cresta neural. Las arterias
son modificadas desde su patrón simétrico embriológico primitivo en la forma
asimétrica de los adultos de la cuarta y la sexta arteria3.
Plácoda
auditiva
Somita
Cordón Umbilical
Saco
vitelino
Arco
hiodeol
Primordio del brazo
Borde del
Amnios
Neuroporo
anterior
Arco
mandibular
Somita
Placoda
Auditiva
Prominencia
cardiaca
Neuroporo
posterior
Alantoides
Placoda del
cristalino
I Arco
Branquial
II Arco
Branquial
Conducto
Vitelino
Prominencia
Cardiaca
III Arco
Branquial
Figura 2.49 Embrión con tres arcos faríngeos formados
7.1 Primer arco faríngeo
Llamado con frecuencia arco mandibular, desarrolla dos prominencias o
elevaciones, el proceso o prominencia mandibular, que es el más grande, y va a
formar el maxilar inferior o mandíbula y el proceso o prominencia maxilar que es
más pequeño y da lugar al maxilar superior, al arco cigomático y la parte del
hueso temporal4. Este arco mandibular está dispuesto lateralmente al
estomodeo, el cual en este estadio es solamente una depresión en la región
facial temprana. A juicio de algunos autores, cada proceso contiene un
elemento cartilaginoso central. Unos autores afirman que existe solo el cartílago
de Meckel en el proceso mandibular y otros afirman que existe también un
cartílago maxilar42 o palatopterigocuadrado en el proceso maxilar3, que dará
lugar a un pequeño hueso llamado aliesfenoides, localizado en la pared externa
de la órbita3. El cartílago de Meckel se forma en el día 41 a 45 de VIU y se
constituye como un soporte para el subsecuente desarrollo de la mandíbula, la
mayor parte de este cartílago desaparece en la formación de la mandíbula. El
osículo mental es la única porción de la mandíbula derivada del cartílago de
Meckel por osificación endocondral14. Del cartílago de Meckel persisten dos
67
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
porciones que forman la mayor porción de dos huesecillos del oído; la cabeza y
cuello del martillo y el pedúnculo corto del yunque, y dos ligamentos: el
ligamento anterior del martillo y el ligamento esfenomandibular (véase Tabla 2.7).
La musculatura del arco mandibular, originada desde la cuarta somitómera
craneal, se subdivide y migra a formar los músculos de la masticación, el músculo
milohiodeo, el vientre anterior del digástrico, los músculos tensor timpánico y
tensor del velo palatino, todos inervados por nervios del primer arco, la división
mandibular del quinto par craneano o nervio trigémino. El componente sensorial
de este nervio inerva la mandíbula y su cubierta mucosa y gingival, los dientes
mandibulares, la mucosa de los dos tercios anteriores de la lengua, el piso de la
boca y la piel del tercio medio de la cara. Las arterias del primer arco
contribuyen, a la arteria maxilar y parte de la arteria carótida externa.
7.2. Segundo arco faríngeo
El cartílago del segundo arco o arco hiodeo (Reichert), aparece en los días 45 a
48 de VIU, forma el estribo y contribuye al martillo, al yunque y la apófisis o
proceso estilohiodeo del hueso temporal. La porción del cartílago entre la
apófisis estiloides y el hueso hioides experimenta regresión, y su pericondrio forma
el ligamento estilohiodeo. El extremo ventral del cartílago del segundo arco se
osifica y forma las astas menores y la porción superior del cuerpo del hioides. El
cartílago de Reichert se une a la cápsula ótica basicraneal, donde es surcado
por el nervio facial; éste provee la circunferencia cartilaginosa remanente a los
segmentos laberíntico y timpánico del canal facial3.
Los músculos del arco hiodeo provenientes de la sexta somitómera se subdividen
y migran extensamente a formar el estapedio, el estiloideo, el vientre posterior
del digástrico, y los músculos de la mímica facial, los cuales son inervados por el
VII par craneal o nervio facial. Las sendas de migración de esos músculos son
trazadas en el adulto por la distribución de las ramas del nervio facial. El
componente sensitivo especial de este nervio para el gusto, es conocido como
el nervio de la cuerda del tímpano, invade el primer arco como un nervio
pretremático y luego viene a inervar la mucosa de los dos tercios de la lengua.
La arteria de este arco forma la arteria estapedial, la cual desaparece durante el
periodo fetal, formando el forámen en el estribo3.
La arteria estapedial, deriva del segundo arco aórtico, es significativa en el
desarrollo del estribo del oído interno. El blastema estapedial crece alrededor de
la arteria estapedial, formando un anillo alrededor de la arteria. La porción
media de la arteria involuciona, dejando el agujero del estribo. Los brazos de la
arteria estapedial persisten, para convertirse en parte de la arteria carótida
interna proximal y carótida externa distal.
7.3 El tercer arco branquial
El cartílago de este pequeño arco produce gran parte de los cuernos y parte
caudal del cuerpo del hioides. El remanente del cartílago desaparece. El
mesodermo originado desde la séptima somitómera forma el músculo
estilofaríngeo, inervado por el IX par (glosofaríngeo). La mucosa del tercio
posterior de la lengua es derivada de este arco, la cual es inervada
sensitivamente por el nervio glosofaríngeo3,4.
68
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
La arteria de este arco contribuye a la carótida común y parte de la arteria
carótida interna. El mesénquima de la cresta neural en el tercer arco forma el
cuerpo carotídeo, el cual aparece primero como una condensación
mesenquimatosa alrededor de la tercera arteria aórtica arqueal. Este cuerpo
quimiorreceptor, deriva su inervación nerviosa desde el nervio glosofaríngeo3,4.
7.4 Cuarto arco faríngeo
El cartílago de este arco probablemente forma el cartílago tiroideo. Los músculos
del arco se originan de la segunda y cuarta somita occipital, desarrollando el
músculo cricotiroideo y constrictor de la faringe, el palatofaríngeo, elevador del
velo del paladar y músculo uvular del paladar blando, y el músculo palatogloso
de la lengua. El nervio del cuarto arco es el brazo laríngeo superior del nervio
vago ( X par craneal), el cual inerva esos músculos3,4.
La arteria del cuarto arco del lado izquierdo forma el arco de la aorta; que del
lado derecho contribuye a las arterias subclavia y braquiocefálica. Los cuerpos
para-aórticos de las células cromáfilas que secretan noradrenalina se originarán
del ectomesénquima del cuarto y sexto arcos faríngeos3.
7.5 Quinto arco faríngeo
El quinto arco branquial, una estructura transitoria, desaparece casi tan pronto
como se forma, y no deja ningún elemento de estructura permanente3.
7.6 Sexto arco faríngeo
El cartílago de este arco probablemente forma el cartílago cricoideo y
aritenoideo de la laringe. El mesodermo originado de la primera y segunda
somita occipital forma los músculos intrínsecos de la laringe, los cuales son
inervados por los nervios del arco, la rama laríngea recurrente del X par craneal
o vago. El nervio laríngeo recurrente derecho hace curva alrededor de la arteria
subclavia derecha y alrededor de la aorta (arteria del cuarto arco)3.
7.7 Bolsas faríngeas
La faringe primitiva se forma en el periodo embriológico tardío como una
dilatación del extremo craneal del intestino anterior, está situada entre el
desarrollo del corazón, ventralmente y el desarrollo del condrocráneo
rostrodorsalmente. La faringe temprana es más grande que el resto del intestino,
es aplanada ventrodorsalmente, y da lugar a diversas estructuras2,3,4.
En las paredes laterales se proyectan una serie de bolsas entre los arcos
faringeos: las bolsas faríngeas o branquiales; es decir, la primera bolsa está
situada entre el primero y segundo arcos y secuencialmente disminuyen en
tamaño craneocaudalmente. Hay cuatro pares bien definidos de bolsas; la
quinta o falta o es rudimentaria. Externamente los arcos faríngeos están
separados por surcos o hendiduras faríngeas. El revestimiento de las hendiduras
es de ectodermo. Separando las hendiduras de las bolsas se encuentran las
membranas faríngeas o branquiales, cada surco branquial ectodermal
corresponde con cada bolsa endodermal faríngea y contiene una capa de
mesénquima mesodermal intermedio. Los arcos encierran la faringe primitiva
69
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
dentro de la cual se desarrollan las siguientes estructuras: la lengua, las
amígdalas y la trompa de Eustaquio2,3,4.
La primera bolsa faringea se alarga y forma el receso tubotimpánico que se
localiza entre el oído interno y externo, encerrando los huesos del oído medio. La
parte distal llega al primer surco faríngeo y forma la cavidad timpánica y el antro
timpánico. El resto forma la trompa de Eustaquio que se abre a la faringe. La
fusión de las capas ectodérmica y endodérmica forma la membrana timpánica
o tímpano4.
La segunda bolsa faríngea no se alarga tanto como la primera y forma la fosa
amigdalina. El extremo del epitelio endodérmico se distiende, invade el
mesénquima circundante y forma la amígdala palatina, que se desarrolla in situ.
Durante el tercero y quinto mes, el tejido linfático se infiltra gradualmente en la
amígdala y con el tiempo forma ganglios linfáticos3,4.
En la tercera bolsa faríngea se forman un par de primordios simétricos para la
glándula timo, que migran y forman una sola glándula media que se encuentra
en la porción anterior de la región torácica superior. Las glándulas paratiroides
inferiores nacen del borde o ala dorsal de esta bolsa y luego se desplazan hacia
el extremo posteroinferior del lóbulo lateral de la glándula tiroides. Los primordios
tanto paratiroideo como tímico pierden sus conexiones faríngeas, migran en
dirección caudal y luego se separan. El crecimiento y desarrollo de la glándula
timo se completa después del nacimiento, la glándula es relativamente grande
durante el periodo perinatal y crece hasta la pubertad, periodo en el que
comienza a disminuir en forma progresiva y finalmente se atrofia3,4.
La cuarta bolsa faríngea también da origen a un primordio tiroideo, pero en los
seres humanos experimenta una regresión. Las glándulas paratiroides superiores
nacen del borde o ala dorsal de esta bolsa y luego migran hasta llegar al
extremo superior del lóbulo tiroideo lateral del lado posterior3,4.
La quinta bolsa faríngea forma el cuerpo ultimobranquial que se cree participa
en la formación de la glándula tiroides. Las células de este cuerpo se diseminan y
dan origen a las células C o parafoliculares de la glándula tiroides, que
intervienen en la regulación del nivel normal de calcio en los líquidos del cuerpo.
Se cree que estas células se originan de la cresta neural3,4.
7.8 Hendiduras faríngeas
Se observan en el embrión de cinco semanas y durante el desarrollo
desaparecen casi por completo. Las hendiduras 2, 3 y 4 están superpuestas por
el desarrollo del segundo arco y forman un espacio revestido de epitelio
escamoso, el llamado seno cervical. Este también desaparece durante la
extensión de la flexión cervical3,4,15.
Primera hendidura faríngea es la única que persiste, formando el epitelio del
conducto auditivo externo y parte de la membrana timpánica.
En el extremo de las hendiduras aparecen unos engrosamientos ectodermales
llamados plácodas epibranquiales. Esas plácodas se invaginan y se asocian con
el desarrollo de los nervios de los arcos faríngeos. Ellas contribuyen con las
neuronas a los ganglios sensoriales de los nervios V (trigeminal), VII (geniculado),
IX (petrosos) y X (nodoso) y tienen que ver con la sensación y el gusto3,4,15 (véase
Tabla 2. 7).
70
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
Primer
arco
Nervio
(mandibular)
V par, trigémino –maxilar y mandibular–
Cartílago de Meckel; martillo; yunque; hueso timpánico; mandíbula;
maxilar; hueso palatino; hueso pterigoides, porción escamosa del hueso
Esqueleto temporal, aliesfenoides y huesos cigomáticos.
Músculos de la masticación (temporal, masetero, pterigoideo medio y
lateral); milohiodeo; vientre anterior del digástrico; tensor del paladar;
Músculo
tensor del tímpano.
Arteria
Rama terminal de la arteria maxilar
Segundo arco
(Hiodeo)
Nervio
VII par, Facial
Esqueleto Cartílago de Reichert; estribo; proceso estiloides; ligamento estilohiodeo,
cuerno menor del hioides; borde superior del cuerno del hiodes
Músculos Músculos de la expresión facial (bucinador, auricular, frontooccipital,
platisma, orbicular oral, orbicular del ojo); risorio, vientre posterior del
digástrico; estilohiodeo; estapedial.
Arteria
Estapedial (embriónica)
Corticotimpánica (adulto)
Tercer
arco Nervio
(glosofaríngeo)
Esqueleto
Músculos
Arteria
IX par, Glosofaríngeo
Cuernos mayores del hiodes; borde inferior del cuerpo del Hiodes
Estilofaríngeo
Carótida común; raíz de carótida interna
Cuarto arco
Nervio
X par, vago –brazo laríngeo superior–
Esqueleto Cartílagos laríngeos; tiroides; cricoides; aritenoides –derivados de los
cartílagos del cuarto arco–; originarios de la lámina del mesodermo
lateral.
Músculos Constrictor de la faringe y músculos del paladar, excepto el tensor del
velo del paladar.
Arteria
Arco de la aorta, arteria subclavia derecha, brote original de las arterias
pulmonares.
Sexto arco; canal arterioso dorsal izquierdo; arteria pulmonar
ventralmente.
Sexto arco
Nervio
Brazo laríngeo recurrente del nervio vago.
Esqueleto Cartílagos laríngeos –derivados del cartílago–, originados del mesodermo
de la lámina lateral.
Músculos Músculos intrínsecos de la laringe.
Arteria
Canal arterioso, raíz de las arterias pulmonares definitivas
Tabla 2.6 Estructuras derivadas de los arcos faríngeos
Estructura de origen
Primera bolsa faríngea
endodermal
Músculo
Nervio
Dorsal: receso tubotimpánico, que
forma el tubo auditivo y la
cavidad del oído medio
Ventral-Obliterada por la lengua
Esqueleto
Segunda bolsa faringea Dorsal: fosa para la amígdala
endodermal
palatina
Ventral-Obliterada por la lengua
Tercera bolsa faríngea
endodermal
Dorsal: paratiroides inferior
Ventral-Timo
Cuarta bolsa faríngea
endodermal
Dorsal: paratiroides superior
Ventral-Tiroides lateral y vestigios
de timo
Quinta bolsa faríngea
endodermal
Cuerpo o quiste ultimo branquial
Células C calcitonina
Sexta bolsa faríngea
endodermal
Nada
71
Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
Primera hendidura
faríngea ectodermal
Meato auditivo externo. Parte de
la membrana timpánica
Segunda, tercera y
cuarta endidura
faríngea ectodermal
Seno cervical
Somitómero craneal 1
Somitómero craneal 2
Somitómero craneal 3
Somitómero craneal 4
Primer arco faríngeo
Somitómero craneal 5
Somitómero craneal 6
Somitómero craneal 7
Tensor del velo del paladar primer
arco faríngeo
Estapedio segundo arco faríngeo
Estilofaríngeo tercer arco faríngeo
Somitómeros 1 a 7
Músculos intrínsecos de la lengua
Músculos extrínsecos de la lengua:
estilogloso, hiogloso y geniogloso.
Músculo ocular extrínseco.
Somita 1
Músculos extrínsecos de la farínge.
Arco faríngeo 6
Constrictor de la faringe, músculos
extrínsecos de la laringe. arco
faríngeo 4 y 6
Cricotiroideo arco faríngeo 4
Elevador del velo del paladar
Somita 2
Somita 3
Somita 4
Somita 5
Somitas cervicales
superiores
Los bordes forman
6 yemas
auriculares y luego
el pabellón
auricular.
Músculo genihiodeo
Músculo infrahiodeo
Nervio hipogloso XII
Oculomotor- III
Troclear- IV
Abductor- VI
Hueso
basioccipital
Cápsula nasal
Tabique nasal
Nervios espinales
C1, 2
Vértebras
cervicales
Tabla 2.7 Estructuras derivadas de las bolsas y hendiduras faríngeas
72
Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial
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Capítulo 2 / Desarrollo Embriológico Temprano
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