Resumen Capítulo 6 - Apuntes muy completos del Langman. PDF

Preview

Summary

Contents CAPÍTULO 6 - DE LA TERCERA A LA OCTAVA SEMANAS: EL PERIODO EMBRIONARIO................................. DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ECTODÉRMICA................................................................................... Regulación molecular de la inducción neural......................

Description

Contents CAPÍTULO 6 - DE LA TERCERA A LA OCTAVA SEMANAS: EL PERIODO EMBRIONARIO..................................2 DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ECTODÉRMICA....................................................................................2 Regulación molecular de la inducción neural..........................................................................................2 Neurulación.............................................................................................................................................2 Células de la cresta neural.......................................................................................................................3 Regulación molecular de la inducción de la cresta neural...................................................................3 DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL MESODÉRMICA...................................................................................4 Mesodermo paraxial................................................................................................................................4 Regulación molecular en la formación de somitas...............................................................................5 Diferenciación de los somitas..............................................................................................................5 Regulación molecular de la diferenciación de los somitas...................................................................6 Mesodermo intermedio..........................................................................................................................6 Mesodermo de la placa lateral................................................................................................................6 Sangre y vasos sanguíneos.......................................................................................................................7 Regulación molecular en la formación de los vasos sanguíneos..........................................................7 DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ENDODÉRMICA...................................................................................8 MODELACIÓN DEL EJE AP: REGULACIÓN POR GENES DE LA HOMEOSECUENCIA........................................9 ASPECTO EXTERNO DURANTE EL SEGUNDO MES......................................................................................10

CAPÍTULO 6 - DE LA TERCERA A LA OCTAVA SEMANAS: EL PERIODO EMBRIONARIO 



PERIODO EMBRIONARIO/ORGANOGÉNESIS: Se da 3ª – 8ª semana, las 3 capas germinales dan origen a varios tejidos y órganos específicos. Al final, los principales sistemas de órganos se establecieron. Al final del 2° mes ya pueden identificarse las principales características externas del cuerpo.

DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ECTODÉRMICA  

Al inicio de la 3ª semana adopta la forma de un disco, más ancho en la región cefálica que en la caudal (6.1). El aspecto de la notocorda y del mesodermo precordal hacen que el ectodermo suprayacente se engrose para formar la PLACA NEURAL (6.2). Las células de la placa constituyen el NEUROECTODERMO y esta inducción representa el primer eslabón en el proceso de NEURULACIÓN.

Regulación molecular de la inducción neural 







 

La inducción de la placa neural se debe a la regulación de señalización del FGF junto con la inhibición de la actividad de la BMP4 de la familia del FACTOR DE TRANSFORMACIÓN DEL CRECIMIENTO (TGF-β) que desplaza centralmente al ectodermo y al mesodermo. La señalización de FGF evita la transcripción de BMP y regula la expresión de CORDINA y NOGINA que inhiben la acción de BMP. La presencia de BMP4, que invade el mesodermo y el ectodermo induce la formación de epidermis a partir del mesodermo, que produce el mesodermo de placas intermedia y lateral. Si el ectodermo queda protegido contra la exposición a varias BMP, su “estado por omisión” consiste en volverse tejido neural. Inactiva a BMP la secreción de otras tres moléculas: o Nogina o Cordina o Folistatina Están presentes en el ORGANIZADOR/ NÓDULO PRIMITIVO en la notocorda y en el mesodermo precordal. Neutralizan el ectodermo inhibiendo BMP y haciendo que el mesodermo se convierta en notocorda y en mesodermo paraxial, estos inductores neurales sólo inducen los tejidos de tipo prosencéfalo y mesencéfalo. La inducción de las estructuras de las placas caudal y neural (prosencéfalo y médula espinal) dependen de dos proteínas: WNT3a y FGF. ÁCIDO RETINOICO (AR)  Participa en la organización del eje craneocaudal.

Neurulación  

Proceso mediante el cual la PLACA NEURAL produce el TUBO NEURAL. EXTENSIÓN CONVERGENTE:

De los procesos más importantes de la neurulación, consiste en alargar la placa neural y el eje corporal con movimiento de lateral a medial en las células del plano del ectodermo y del mesodermo. o Regulado por señales que se desplazan por la vía de polaridad de las células planares. La placa neural va alargándose, sus bordes laterales se elevan para producir PLIEGUES NEURALES y la región medial deprimida da origen al SURCO NEURAL (6.2). Los pliegues neurales se van acercando uno a otro en la línea media donde se fusionan en la región caudal (5° somita) y se forma el TUBO NEURAL (6.3). Mientras la fusión no esté completa, los extremos cefálico y caudal del tubo neural se comunican con la cavidad amniótica a través de los NEURÓPOROS ANTERIOR (CRANEAL) y POSTERIOR (CAUDAL): o NEURÓPORO CRANEAL: Se cierra +/- el día 25 (fase de 18-20 somitas). o NEURÓPORO POSTERIOR: Se cierra el día 28 (fase de 25 somitas). Así termina la neurulación y el SNC es representado por una estructura tubular cerrada con: o Parte caudal estrecha  MÉDULA ESPINAL. o Parte cefálica ancha con varias dilataciones  VESÍCULAS ENCEFÁLICAS. o







Células de la cresta neural 

 





Conforme los pliegues neurales se elevan y fusionan, las células en el borde lateral o cresta del neuroectodermo empiezan a separarse de sus vecinos. Esta población celular, la CRESTA NEURAL (6.5 y 6.6) pasa por una TRANSICIÓN EPITELIOMESENQUIMATOSA al salir del neuroectodermo para entrar en el mesodermo subyacente. MESÉNQUIMA  TC embrionario poco organizado. DESPUÉS DEL CIERRE DEL TUBO NEURAL: Células de la cresta provenientes de la región troncal salen del neuroectodermo y migran por dos vías: o VÍA DORSAL  Cruza la dermis donde entrarán en el ectodermo por orificios de la lámina basal para producir MELANOCITOS en la piel y folículos pilosos. o VÍA VENTRAL  Por la mitad anterior de cada somita para convertirse en ganglios sensoriales, neuronas simpáticas y entéricas, células de Schwann y de la médula suprarrenal (6.5). ANTES DEL CIERRE DEL TUBO NEURAL (6.6): Células de la cresta neural forman pliegues craneales y salen de ellos. Contribuyen al esqueleto craneofacial, neuronas de los ganglios craneales, células gliales y melanocitos. A las células de la cresta neural se les considera la CUARTA CAPA GERMINAL por aportar a la formación de tantas estructuras.

Regulación molecular de la inducción de la cresta neural 



La inducción de las células de la cresta neural requiere interacción en límite articular de la placa neural y del ectodermo superficial (6.5A). Las concentraciones intermedias de BMP se establecen las células de la placa neural quedan expuestas a niveles muy bajos y las células del ectodermo superficial, a niveles altos. Proteínas nogina y cordina regulan dichas concentraciones al actuar como inhibidores de BMP. Junto con las proteínas FGF y WNT las concentraciones intermedias de BMP inducen PAX3 y otros factores de transcripción que “especifican” los bordes de la placa neural (6.5A).











A su vez, estos factores inducen una segunda oleada de factores como SNAIL y FOXD3, que especifican las células como cresta neural, y SLUG que promueve la migración de las células de la cresta neural desde el neuroectodermo. El destino de la capa germinal ectodérmica depende de las concentraciones de BMP: o Altos niveles inducen la formación de la epidermis. o Niveles intermedios en el borde de la placa neural y del ectodermo superficial inducen la cresta neural. o Concentraciones muy bajas dan origen al ectodermo neural. Una vez cerrado el tubo neural, en la región cefálica del embrión, hay 2 ENGROSAMIENTOS ECTODÉRMICOS: o PLACODAS AUDITIVAS  Se invaginan para producir las vesículas auditivas que se convertirán en las estructuras necesarias para oír y mantener el equilibrio. o PLACODAS DEL CRISTALINO  También se invaginan y durante la 5ª semana constituyen los cristalinos de los ojos (6.4B). El ectodermo da origen a los órganos y estructuras que mantienen contacto con el mundo exterior: o SNC o SNP o Epitelio sensorial del oído, de la nariz y ojos o Epidermis incluidos el cabello y las uñas. Además, da origen a lo siguiente: o Glándulas subcutáneas o Glándulas mamarias o Hipófisis o Esmalte de los dientes

DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL MESODÉRMICA 



 

Células del mesodermo forman a ambos lados de la línea media una lámina delgada de tejido laxo (6.8). Para el día 17 las células cercanas a la línea media proliferan y dan origen a una placa engrosada de tejido, MESODERMO PARAXIAL (6.8). A los lados, la capa mesodérmica sigue siendo delgada y se llama PLACA LATERAL. Se divide en dos capas al aparecer y unirse las cavidades intercelulares (6.8B, C): o MESODÉRMICA SOMÁTICA/ PARIETAL  Se continúa con el mesodermo y recubre el amnios. o MESODÉRMICA ESPLÁCNICA/ VISCERAL  Se continúa con el mesodermo y recubre al saco vitelino (6.8C y 6.9). Juntas estas capas revisten la recién formada CAVIDAD INTRAEMBRIONARIA, que se continúa con la cavidad extraembrionaria a ambos lados del embrión. El MESODERMO INTERMEDIO conecta mesodermo paraxial al de placa lateral (6.8B, D y 6.9).

Mesodermo paraxial  

  



Al inicio de la 3ª semana se organiza en segmentos llamados SOMITÓMEROS, que primero aparecen en la región cefálica. Cada somitómero consta de células mesodérmicas dispuestas en verticilos concéntricos alrededor del centro de la unidad. En la región cefálica, los somitómeros se convierten en NEURÓMEROS en asociación con la segmentación de la placa neural y contribuyendo al mesénquima en la cabeza. Desde la región occipital en sentido caudal, los somitómeros continúan organizándose hasta convertirse en SOMITAS. El 1er par de somitas aparece en la región occipital del embrión hacia el día 20 (6.2 C, D). Otros aparecen en una secuencia craneocaudal ritmo aproximado de 3 pares diarios, hasta que hay de 42 a 44 pares al final de la 5ª semana (6.4B y 6.10). Hay: o 4 pares occipitales o 8 cervicales o 12 torácicos o 5 lumbares o 5 sacros o 8-10 coccígeos. o Más tarde desaparecen el 1er par occipital y los últimos somitas coccígeos de 5 a 7 los restantes somitas constituyen el ESQUELTEO AXIAL. Con sólo contar los somitas puede calcularse con exactitud la edad de un embrión durante este periodo inicial.

Regulación molecular en la formación de somitas 

  

La formación de somitas segmentados a partir del mesodermo presomita segmentado (paraxial) depende de un RELOJ DE SEGMENTACIÓN establecido por la expresión de varios genes (6.10). Incluyen miembros de las vías de señalización Notch y de WNT. La proteína Notch se acumula en mesodermo presomita destinado a constituir el siguiente somita para luego disminuir al irse estableciendo el somita. Los límites de los somitas están regulados por el ácido retinoico (AR) y una combinación de las proteínas FGF8 Y WNT3a. o El AR se da a concentraciones elevadas en la región craneal y reduce la concentración en la región caudal. o La combinación de FGF8 y WNT3a se da a concentraciones más altas en la región caudal y más bajas en la región craneal. o Estos gradientes controlan el reloj de expresión y la actividad en la vía Notch.

Diferenciación de los somitas 



Cuando los somitas se forman en el mesodermo presomita, lo hacen como somitómeros de células mesodérmicas, luego estas células pasan por un proceso de EPITELIZACIÓN y se disponen en forma de donas alrededor de una luz pequeña (6.11). Al inicio de la 4ª semana, células en las paredes ventral y medial del somita pierden sus características epiteliales se tornan mesenquimatosas y cambian de posición para rodear el tubo neural y la notocorda. Estas células forman el ESCLEROTOMA que se diferencía en VÉRTEBRAS y COSTILLAS.



 

 

CÉLULAS DE LOS MÁRGENES DORSOMEDIAL Y VENTROLATERAL EN LA REGIÓN SUPERIOR DEL SOMITA: Forman los precursores de los MIOCITOS y las situadas entre ambos grupos forman DERMATOMA (6.11 B). CÉLULAS PROVENIENTES DE GRUPOS PRECURSORES DE MÚSCULOS: Se vuelven mesenquimatosas y migran debajo del dermatoma para crear el DERMOMIOTOMA (6.11 C, D) CÉLULAS PROCEDENTES DEL MARGEN VENTROLATERAL: Migran a la capa parietal del mesodermo de la placa lateral y producen la mayor parte de la musculatura de la pared corporal y la mayoría de los m’s de las extremidades (6.11 B). CÉLULAS EN EL DERMATOMA: Terminan produciendo la dermis, m’s de la espalda, pared corporal y m’s de extremidades. Miotomas y dermatomas conservan la innervación de su segmento de origen, por eso, c/ somita forma su propio: o ESCLEROTOMA  Cartílago del tendón y componente óseo. o MIOTOMA  Componente muscular. o DERMATOMA  Dermis de la espalda. Los miotomas y dermatomas poseen, además, su propio componente nervioso segmentario.

Regulación molecular de la diferenciación de los somitas  







Las señales de la diferenciación de los somitas surgen en notocorda, tubo neural, epidermis y mesodermo de la placa lateral (6.12). Los productos de la proteína secretada en los genes nogina y SHH procedentes de la notocorda y de la placa basal del tubo neural inducen la porción ventromedial del somita para que se convierta en esclerotoma. Inducidas, las células del esclerotoma expresan el factor de transcripción PAX1, que inicia la cascada de los genes que forman las vértebras. La expresión de PAX3, regulada por las proteínas WNT provenientes del tubo neural dorsal, marca la región de dermomiotoma del somita. Las proteínas WNT también actúan sobre la porción dorsomedial del somita, y hace que empiece la expresión del gen específico del músculo MYF5 y que produzca los precursores de la musculatura primaxial. La interacción entre la proteína inhibidora BMP4, originada en el mesodermo de la placa lateral y que activa los productos de WNT de la epidermis, dirigen la porción dorsolateral del somita para que exprese otro gen específico del músculo, MYOD, y forme los precursores de la musculatura primaxial y abaxial. Para formar la dermis, la porción media del epitelio dorsal del somita es dirigida por la neurotrofna 3 (NT-3), secretada en la región dorsal del tubo neural.

Mesodermo intermedio 



Conecta temporalmente el mesodermo paraxial a la placa lateral (6.8 D y 6.9), se diferencia en las estructuras urogenitales, genera: o REGIONES CERVICAL Y TORÁCICA SUPERIOR: Grupos de células segmentarias (futuros nefrotomas). o REGIÓN CAUDAL: Masa no segmentada de tejido, cordón nefrógeno. Del mesodermo intermedio se originan las unidades excretoras del sistema urinario y las gónadas.

Mesodermo de la placa lateral 



 

 

Se divide en 2 capas: o PARIETAL/ SOMÁTICA  Reviste la cavidad intraembrionaria. o VISCERAL/ ESPLÁCNICA  Rodea los órganos (6.8 C, D, 6.9 y 6.13A). El mesodermo de la placa parietal, junto con el ectodermo suprayacente, crea los pliegues de la pared lateral del cuerpo. Estos pliegues junto con los de la cabeza (cefálicos) y los de la cola (caudales) cierran la pared ventral del cuerpo (6.13A). La capa parietal del mesodermo de la placa lateral da origen a la dermis en la pared corporal y en las extremidades, a los huesos, TC y esternón. Células precursoras del esclerotoma y de la musculatura migran al interior de la capa parietal del mesodermo de la placa lateral para constituir los cartílagos costales, m’s de las extremidades y m’s de la pared corporal. La capa visceral del mesodermo de la placa lateral junto con el endodermo embrionario produce la pared del tubo intestinal (6.13 B). Células mesodérmicas de la capa parietal que rodean la cavidad extraembrionaria producen MEMBRANAS MESOTELIALES/ SEROSAS que recubren las cavidades peritoneal, pleural y pericárdicas, segregando líquido seroso (6.13 B).

Sangre y vasos sanguíneos 



 



Hematocitos y los vasos sanguíneos se originan en el mesodermo. Los vasos sanguíneos se forman por dos mecanismos: o VASCULOGÉNESIS  Provienen de los islotes sanguíneos (6.14). o ANGIOGÉNESIS  Se forman de los vasos ya existentes. Los primeros islotes aparecen en el mesodermo rodeando la pared del saco vitelino en la 3ª semana, después en el mesodermo de la placa lateral y otras regiones (6.15). Proceden de las células mesodérmicas cuya inducción produce HEMANGIOBLASTOS, precursor común en la formación de hematocitos y de vasos sanguíneos. Los primeros hematocitos se originan en los islotes sanguíneos en la pared del saco vitelino, esta población es transitoria. CÉLULAS MADRE HEMATOPOYÉTICAS: Derivan del mesodermo que rodea a la aorta en un lugar cercano al riñón mesonéfrico en desarrollo, llamado REGIÓN AORTA-GÓNADA-MESONEFRO (AGM). Estas células COLONIZAN EL HÍGADO, que se convierte en el PRINCIPAL ÓRGANO HEMATOPOYÉTICO DEL EMBRIÓN/FETO +/- a partir del 2do – 7mo mes. TEJIDO HEMATOPOYÉTICO DEFINITIVO: Es la médula ósea, durante el 7mo mes, las células madre del hígado la colonizan.

Regulación molecular en la formación de los vasos sanguíneos 

FACTOR FGF2: Induce el desarrollo de los islotes sanguíneos a partir de las células competentes del mesodermo que constituyen HEMANGIOBLASTOS. Son estimulados para formar hematocitos y vasos sanguíneos mediante el FACTOR DE CRECIMIENTO VASCULAR ENDOTELIAL (VEGF) secretado por células mesodérmicas alrededor. En la señal para expresar VEGF puede estar involucrado HOXB5, que regula a FLK1 (6.14). o CÉLULAS MADRE HEMATOPOYÉTICAS  Producidas por hemangioblastos en el centro de los islotes de sangre, son precursoras de todos los hematocitos

ANGIOBLASTOS  Producidos por hemangioblastos periféricos son precursores de los vasos sanguíneos. Los angioblastos proliferan y con el tiempo se los induce para que generen células endoteliales mediante el VEGF secretado por las células mesodérmicas circundantes (6.14). Ese mismo factor controla la coalescencia de las células endoteliales en los primeros vasos sanguíneos. Tras haberse establecido un LECHO VASCULAR PRIMARIO mediante vasculogénesis, que incluye la AORTA DORSAL y VENAS CARDINALES, se agrega más vasculatura por angiogénesis (6.14), mediado por el VEGF, que estimula la proliferación de células epiteliales en puntos donde aparecerán nuevos vasos. La maduración y el modelado de la vasculatura son regulados por factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF) y el factor de transformación del crecimiento β (TGF-β). Arterias, venas y el sistema linfático se especifican poco después de la inducción de angioblastos. SSH, secretado por la notocorda, hace que el mesénquima exprese el factor VEGF. Su expresión induce la vía Notch (vía receptora transmembrana) que determina el desarrollo de las arterias expresando EPHRINB2 (EFRINAS = Ligandos que se unen a los receptores Eph en una vía con señalización por la cinasa de tirosina). EPHRINB2 suprime el destino venoso de las células. La vía de señalización Notch también regula la expresión de EPHB4, un gen específico de las venas. PROX1 contiene un homeodominio y es el gen más importante en la diferenciación de o





 

  

v...