Gastrulación y neurulación: formación de la placa y el tubo neural

Objetivos

• Describir los procesos embriológicos que se presentan en la tercera semana de gestación.
• Identificar el origen del desarrollo del sistema nervioso.
• Correlacionar las estructuras embriológicas con alteraciones estructurales del desarrollo del sistema nervioso.

Introducción - Tercera semana - Gastrulación

• La tercera semana corresponde a la primera semana de ausencia del periodo menstrual.
• La gastrulación es el proceso formativo por el cual se forman en el embrión las tres capas germinativas, que son las estructuras precursoras de todos los tejidos embrionarios, estableciéndose la orientación axial.
• Durante la gastrulación, el disco embrionario bilaminar se convierte en el disco embrionario trilaminar.
• La gastrulación representa el comienzo de la morfogenesis y es el acontecimiento más importante que tiene lugar en la tercera semana. A lo largo de este período, el embrión puede denominarse gástrula.
• Las proteínas morfogenéticas óseas y otras moléculas señalizadoras, como el factor de crecimiento fibroblástico (FGF), Shh (sonic hedgehog), Tbx16, Tgif y Wnt desempeñan un papel crítico en la gastrulación.

Origen de los tejidos embrionarios

Disco embrionario bilaminar

A

Ectodermo del amnios

Mesodermo extraembrionario

Epiblasto

Ectodermo embrionario

Mesodermo embrionario

Línea primitiva (v. cap. 4)

Proceso notocordal

Endodermo embrionario

Endodermo de la vesícula umbilical

Mesodermo extraembrionario

Hipoblasto

Línea primitiva

• Es el primer signo morfológico de la gastrulación.
• Hacia el comienzo de la tercera semana aparece una banda lineal y gruesa de epiblasto caudalmente en el plano medio de la parte dorsal del disco embrionario.
• A medida que la línea primitiva aumenta de ! ongitud al ir añadiendose células en su extremo caudal, su extremo craneal prolifera y forma el nodo primitivo.

Amnios

Disco embrionario bilaminar

Ectodermo embrionario

Placa precordal

Línea primitiva

B

Vesícula umbilical

Extremo craneal

Amnios

Ectodermo embrionario

Placa precordal

Placa precordal

Ectodermo embrionario Línea primitiva

Línea primitiva

Nivel de corte de D

Borde del amnios cortado

Mesodermo intraembrionario

C

Mesodermo extraembrionario que cubre la vesícula umbilical

D

Extremo caudal

Cavidad amniótica

Tallo de conexión

Vesícula umbilical (saco vitelino)

A

Endodermo embrionario

Desarrollo de la línea primitiva

• Simultáneamente, se desarrolla en la línea primitiva un surco estrecho, el surco primitivo, que muestra continuidad con una pequeña depresión en el nodo primitivo, la fosita primitiva. El surco primitivo y la fosita primitiva proceden de la invaginación (movimiento hacia el interior) de las células del epiblasto.
• Poco tiempo después de la aparición de la línea primitiva, las células abandonan su superficie profunda y toman la apariencia de mesenquima, un tejido conjuntivo embrionario formado por células fusiformes y pequeñas que se disponen con una densidad celular baja en una matriz extracelular (sustancia intercelular) en la cual hay también un número escaso de fibras de colágeno (reticular).
• Este mesenquima forma el mesoblasto (mesodermo indiferenciado), que a su vez origina el mesodermo intraembrionario (Tejido conectivo)

Proceso notocordal

Nivel de corte de F

Nodo primitivo

Linea primitiva

Surco primitivo

E

Fosita primitiva en el nodo primitivo

Mesodermo somático extraembrionario

Amnios

Mesodermo esplácnico extraembrionario

Vesícula umbilical

F

Ectodermo embrionario

Surco primitivo

Mesodermo intraembrionario

Disco embrionario trilaminar

Endodermo embrionario

Surco primitivo

G

H

Proceso notocordal

00

Nivel de corte de H

Línea primitiva - Gastrulación

• Las células procedentes del epiblasto, así como las que proceden del nodo primitivo y de otras partes de la linea primitiva, desplazan al hipoblasto y forman el endodermo embrionario en el techo de la vesícula umbilical.
• Las células que permanecen en el epiblasto forman el ectodermo embrionario.
• Las células mesenquimales (o mesenquimatosas) procedentes de la línea primitiva experimentan una migración muy amplia. Estas células pluripotenciales se diferencian en diversos tipos celulares, como fibroblastos, condroblastos y osteoblastos.
• En resumen, a través del proceso de gastrulación, las células del epiblasto generan las tres capas germinativas del embrión.

Nodo primitivo

Surco primitivo en la línea primitiva

Borde de corte del amnios

Ectodermo embrionario

Mesenquima en fase Endodermo embrionario de migración

Mesodermo

Destino de la línea primitiva

• Hasta el principio de la cuarta semana, la línea primitiva genera el mesodermo mediante el ingreso de células de forma muy activa; después, la producción del mesodermo relativo de la línea primitiva disminuye y se acaba convirtiendo en una estructura insignificante localizada en la región sacrococcigea del embrión.

Pliegue neural

Membrana orofaríngea

Placa precordal

Extremo craneal

Placa neural

Ectodermo embrionario

Nodo primitivo

Proceso notocordal

Surco neural

Línea primitiva

Extremo caudal

Nuevas células añadidas

Membrana cloacal

Notocorda profunda al surco neural

15 días

17 días

18 días

21 días

se reduce. El tamaño

Persistencia de la línea primitiva - Teratoma sacrococcigeo

• Es el tumor congénito más común en fetos y neonatos. La incidencia se estima en ~1:35 000-40 000. Existe una reconocida predilección femenina con una relación M:F de 1:4
• La presentación varía dependiendo de si un tumor tiene una ubicación intrapelvica o tiene una extensión extrafetal (consulte la clasificación adicional a continuación). Los tumores intrapelvicos pueden manifestarse despues del nacimiento con síntomas genitourinarios y gastrointestinales dada la compresión de esas estructuras.
• La región sacrococcigea es la ubicación más común de los teratomas no pertenecientes al SNC. Se cree que surgen de células totipotentes del nódulo de Hensen en la cara anterior del cóccix aproximadamente entre la segunda y tercera semana de gestación. Con mayor frecuencia son mixtos sólidos/quísticos, aunque pueden ocurrir tipos puramente quísticos en ~15% de los casos.

A

12

Persistencia de la línea primitiva - Teratoma sacrococcígeo

• Marcadores: Alfa feto proteína - Beta HCG.
• Radiografías: Puede mostrar una gran masa que se proyecta desde la región pélvica inferior o dentro de la cavidad abdomino pélvica puede mostrar calcificación.
• Ultrasonido tipos maduros tienden a ser más quísticos y aparecen como componentes anecoicos. Los tipos sólidos (que son mucho más raros) suelen aparecer como una masa ecogénica dentro de la pelvis.

Proceso notocordal y notocorda

• Algunas células mesenquimales migran a través de la línea primitiva y se convierten en células del mesodermo.
• Después, estas células migran cranealmente desde el nodo primitivo y la fosita primitiva para formar un cordón celular de localización medial que se denomina proceso notocordal. Al poco tiempo, este proceso desarrolla una luz en su interior, el canal notocordal
• El proceso notocordal crece cranealmente entre el ectodermo y el endodermo hasta que alcanza la placa precordal un área circular pequeña formada por células endodérmicas cilíndricas en la cual se fusionan el ectodermo y el endodermo. La placa precordal da lugar al endodermo de la membrana orofaringea, localizada en la zona de la futura cavidad bucal
• La placa precordal actúa como un centro de señales (Shh y PAX6) para controlar el desarrollo de estructuras craneales, incluyendo el prosencéfalo y los ojos.

Proceso notocordal bajo el ectodermo

Plano de los cortes de B, C y E

1

Extremo craneal

A

Membrana cloacal

Placa precordal

Fosita primitiva en el nodo primitivo

Área cardiogénica (formadora del corazón)

Endodermo Alantoides embrionario

Proceso notocordal

Placa Fosita primitiva Línea primitiva neural

Mesodermo intraembrionario

Alantoides

C

Placa precordal

Nivel de corte de D

Canal notocordal

Proceso notocordal

Canal notocordal

Fosita primitiva

Línea primitiva

Membrana cloacal

Surco primitivo

Amnios

Alantoides

E

Canal notocordal

Nivel de corte de F

Endodermo embrionario

Fosita primitiva

B

Mesodermo intraembrionario Placa neural

D

F

Mesodermo intraembrionario

Vesicula umbilical

Notocorda

• Define el eje longitudinal primordial del embrión y le confiere cierta rigidez.
• Genera señales necesarias para el desarrollo de estructuras musculoesqueléticas axiales y del sistema nervioso central (SNC).
• Contribuye a la formación de los discos intervertebrales interpuestos entre los cuerpos de dos vértebras consecutivas.
• La notocorda se extiende desde la membrana orofaríngea hasta el nodo primitivo y degenera a medida que se forman los cuerpos de las vértebras, aunque persisten pequeñas porciones que forman el núcleo pulposo de cada disco intervertebral.
• La notocorda actúa como inductor primario (centro señalizador) en el embrion temprano. La notocorda en desarrollo induce el engrosamiento del ectodermo embrionario suprayacente y la formación de la placa neural, primordio del SNC.

- los cortes de B, C y E

Fosita primitiva

Tallo de conexión

Vesícula umbilical

Línea primitiva

Placa precordal

Fosita primitiva

B

Placa neural

Canal neurentérico (flecha)

Ectodermo embrionario

Surco neural

Mesodermo intraembrionario

Línea primitiva

- Vesícula umbilical

D

Placa notocordal intercalada en el endodermo embrionario

Plegamiento de la placa notocordal

Notocorda

Canal neurentérico

F

Membrana cloacal

Surco neural

Pliegue neural

Mesodermo intermedio

E

Mesodermo lateral

Endodermo embrionario

G

Notocorda

A

Membrana orofaringea

C

Endodermo embrionario

Surco neural

Nivel de corte de D. F y G

Alantoides

Mesodermo paraaxial

Persistencia de notocorda - Cordomas

• Los cordomas son tumores poco frecuentes del esqueleto axial que representan el 1% de los tumores intracraneales y el 4% de todos los tumores óseos primarios.
• Se originan a partir de restos embrionarios de la notocorda primitiva
• Dado que los cordomas surgen en el hueso, suelen ser extradurales y provocan destrucción ósea local. Son localmente agresivos pero rara vez metastatizan.
• Epidemiología: Los cordomas pueden ocurrir a cualquier edad, pero generalmente se observan en adultos (30 a 70 años).
• Los ubicados en la región esfeno occipital ocurren con mayor frecuencia en pacientes de 20 a 40 años.
• Los cordomas sacrococcigeos generalmente se observan en un grupo de edad ligeramente mayor (pico alrededor de los 50 años 10). Existe una predilección general entre hombres y mujeres de 2:1