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 26

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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 27

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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 28

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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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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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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 31

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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).

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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 33

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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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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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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.

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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.

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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).

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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,.

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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.

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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.

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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).

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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.

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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

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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

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(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

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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

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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

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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).

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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

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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).

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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.

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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.

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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.

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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

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Neurohipófisis Par Intermedia

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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.

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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

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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.

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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

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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.

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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

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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

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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

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Fundamentos para la Evaluación del Crecimiento, Desarrollo y Función Craneofacial

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