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Ma. Cristina Márquez-Orozco
Biología del Desarrollo
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Esqueleto
Músculo
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Sistema esquelético
Desarrollo del cráneo
Sistema muscular
Desarrollo de las extremidades
Desarrollo del cráneo, de la cara y sistema branquial
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Dra. María Cristina Márquez Orozco
Profesor Titular de Carrera
Departamento de Embriología
Facultad de Medicina
UNAM
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
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SISTEMA ESQUELÉTICO!
El esqueleto axial, que abarca la columna vertebral
y las costillas, deriva del esclerotomo de las
somitas.
El esqueleto apendicular (de los miembros y de la
cintura pélvica y de la escapular) y el esternón,
derivan de la hoja somática del mesodermo
lateral.
La base del cráneo deriva del mesodermo
cefálico, paraxial.
Los huesos de la cara, se forman a partir del
ectomesénquima, derivado de las crestas
neurales.
El esqueleto axial y el apendicular, localizado
profundamente en el cuerpo forman moldes
cartilaginosos, por lo que tiene osificación
endocondral y se puede llamar endoesqueleto.
Los huesos de la cara y los de la bóveda del
cráneo tienen osificación directa o
membranosa. Las células que forman estos
huesos migran una distancia mayor que las del
esclerotomo.
Los huesos derivados del esclerotomo de las
somitas se forman de células que migran poco
antes de originar cúmulos que son los esbozos de
estructuras como las vértebras.
Los diferentes tipos de tejido óseo interactúan con
estructuras cercanas, como la notocorda, los
ganglios espinales o el cerebro.
La matriz extracelular rica en condroitín sulfato o
heparán sulfato, se sintetiza en las
condensaciones presqueléticas o blastema,
debido a la aparición de colágeno tipo IIA, que es
la señal para que el mesénquima forme
precartílago. En este procesos intervienen genes
con homosecuencia u homodominios Hox.
El gen Sox-G activa activa la transcripción del
colágeno tipo IIA. El gen Cbfa1 controla la
diferenciación de mesénquima a osteoblastos.
Las proteínas morfogenéticas óseas BMP-2, BM-4 y
BMP-7 intervienen en el desarrollo de los huesos.
En la columna vertebral, se diferencian regiones a
partir del esclerotomo de las somitas que son:
Los occipitales que forman parte de la base del
occipital, la parte exo y supraoccipital, que
delimitan al foramen magno.
Los cervicales que forman las siete vértebras
cervicales que incluyen el atlas y el axis.
Los torácicos originan costillas verdaderas.
Los Lumbares, sacros y coccígeos.
Los esclerotomos tienen una mitad craneal, con
tejido poco denso o laxa y una mitad caudal
densa. Ambas migran alrededor de la notocorda y
forman una estructura continua, con zonas
laxas y densas intercaladas.
Parte del tejido denso se diferencia en parte de las
vértebras, los discos intervertebrales,
fibrocartilaginosos y los liga m e n t o s
intervertebrales que conservan células de la
notocorda, que se diferencian en el tejido de los
núcleos pulposos.
La parte menos densa o laxa, forma la mayor parte
del cuerpo de las vértebras, en las que
participan los esclerotomos de cuatro somitas.
También del tejido laxo se desarrollan los arcos
neurales y las costillas verdaderas o los
procesos costales.
El gen Shh induce la expresión del Pax-1 que
determina el desarrollo del cuerpo vertebral y de
los discos intervertebrales. La placa del techo del
tubo neural induce la expresión de Pax-9, Msk-1
y Msx-2 que induce la formación de los arcos
neurales
La diferenciación de las vértebras, está reguladas
por genes homeóticos, homeoboxes u Hox, que
se expresan en el mesodermo presomítico, en
la etapa de condrificación y en el primordio de
las vértebras.
En cada tipo de vértebra se expresan un grupo
distintos Hox, por ejemplo, en el atlas o C-1 el
Hoxa-1, Hoxa-3, Hoxb-1, Hoxd-4. En el axis o C-2
actúan los mismos genes más Hoxa-4 y Hoxb-4.
Estas combinaciones conservan la estructura de
cada vértebra.
El ácido retinoico o fracción ácida de la vitamina
A, de acuerdo a la etapa del desarrollo en que se
agrega experimentalmente, puede provocar que
una vértebra se transforme en otra, por
ejemplo, una cervical puede originar una
torácica o duplicarse una lumbar y faltar una
torácica esto es la transformación homeótica.
Aproximadamente el 5% de los seres humanos
presentan alteraciones vertebrales.
En el síndrome de Klippel-Feil o brevicollis (cuello
corto), se reduce el número de vértebras
cervicales y la línea de implantación del
cabello es baja. El síndrome se debe a una
alteración en la expresión de los genes con
homosecuencia Hox.
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
La aparente fusión de vértebras es una simplasia
causada por falla en la separación de las
vértebras, debida a una alteración del gen Pax-1
que determina la diferenciación de los discos
intervertebrales y la separación de los cuerpos
vertebrales.
Los ganglios espinales, d e t e r m i n a n l a
individualización de los arcos neurales. Si se
eliminan los ganglios el tejido de los arcos
neurales, forman un arco neural continuo para
todas las vértebras.
La notocorda provoca la individualización de los
cuerpos vertebrales.
Si se eliminan los ganglios y la notocorda, se
forma tejido continuo alrededor de la médula.
El proceso odontoides del axis tiene tres partes,
un proatlas, el cuerpo del atlas y el cuerpo del
axis. En ratones transgénicos con Hoxa-7, la
base del occipital puede formar un proatlas sin
proceso odontoides, como una vértebra típica.
Los centros de osificación de las vértebras son:
uno en el centro del cuerpo vertebral, dos en
los arcos neurales y dos en las costillas o en
los procesos costales de las vértebras que no
tienen costillas verdaderas, pero si procesos
costales que permanecen unidos a las vértebras.
Las articulaciones costovertebrales, se forman
después de la condrificación.
Las costillas supernumerarias, con frecuencia se
descubren radiológicamente. En general las
lumbares son asintomáticas, pero si son
cervicales pueden llegar a comprimir el paquete
vasculonervioso.
La cola está presente hasta el segundo mes, y
desaparece en el tercero por apoptosis y
crecimiento diferencial y solo persiste el cóccix
que la representa. A veces la cola persiste y es
un atavismo.
La columna vertebral puede presentar alteraciones
como:
Espina bífida oculta. Causada por la falta de
fusión de los arcos neurales.
Espina bífida quística. Además de la ausencia
de procesos espinosos de las vértebras, se
desarrollo un meningocele o un
mielomeningocele.
Escoliosis. La columna se desvía en sentido
lateral debido a la asimetría de las vértebras.
Xifosis. Curvatura dorsal de la columna
provocada por el acortamiento de la parte ventral
de los cuerpos vertebrales.
Lordosis. Desviación en sentido ventral de la
columna causada por alteración del desarrollo de
los arcos neurales, que incluso se pueden
fusionar.
El esternón se forma de dos bandas estrenares,
derivadas del mesodermo somático de la pared
del cuerpo, de una masa presternal y de dos
supraesternales, q u e s e u n e n
cefalocaudalmente. Después se forman las
esternebras, que es una segmentación
aparente, en las que se forman al fusionarse los
centros de osificación impares, entre los cuales
se desarrollan estructuras semejantes a las
articulaciones, que después desaparecen.
El proceso xifoides bífido, es frecuente. Se debe a
la fusión incompleta de las barras esternales por
mutación de genes Hox, como el Hoxc-4,
Hoxa-5, Hoxb-2 y Hoxb-4.
El esternón hendido, provoca el pecho excavado,
típico del síndrome de Turner.
La clavícula es un hueso de osificación
membranosa. Es el primero que se osifica y en
ratones mutantes para el gen Cbfa-1 se presenta
un síndrome parecido a la displasia
cleidocraneal humana, en el que hay hipoplasia
de la clavícula y retraso de la osificación de los
huesos membranosos del cráneo y del cierre de
las fontanelas anterior y posterior y presentan
dientes supernumerarios. Las personas afectadas
tienen los hombros al frente y no los pueden
aproximar a la línea media."
DESARROLLO DEL CRÁNEO"
El neurocráneo es la parte del cráneo que está en
contacto con el sistema nervioso central.
El viscerocráneo no está en contacto con el SNC,
son los huesos de la cara. Tienen derivados de
las cresta neurales.
Tanto el neurocráneo, como el viscerocráneo, tienen
partes de osificación endocondral que forman el
condrocráneo, filogenéticamente más primitivo.
La otra parte es de osificación intramembranosa o
directa y se llama desmocráneo. Es
filogenéticamente más reciente. (ver cuadro sobre
desarrollo del cráneo).
El neurocráneo se forma por interacción entre las
células epiteliales y las mesodérmicas, en un
principio mesenquimáticas.
La inducción del condrocráneo, la inicia el SNC, con
la síntesis de colágena tipo II, que es un
proteoglicano específico del cartílago.
Es probable que el SNC controle la morfogénesis del
esqueleto.
Los centros de osificación de los huesos del cráneo,
aparecen de manera independiente y forman
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
huesos separados por tejido conectivo, hasta la
etapa fetal y al nacimiento, estas son las suturas.
Las fontanelas son zonas de coincidencia de varios
huesos.
La anterior se localiza entre los dos frontales y los
dos parietales. Al nacimiento es blanda y en
casos de deshidratación se hunde.
La posterior se encuentra entre los dos parietales y
el occipital.
La anterolateral está entre el frontal, el parietal, el
esfenoides y el temporal.
La posterolateral entre el parietal, el temporal y
occipital."
ESTRUCTURAS QUE ORIGINAN EL CRÁNEO
Lámina cribosa
Placa trabecular 󰛴 Etmoides 󰛴 Lámina perpendicular
Cornetes superiores y medios
Cartílagos polares o hipofisiarios 󰛴 Basiesfenoides
Parte proximal de las alas del esfenoides
Cartílago paracordales 󰛴 Base del basiesfenoides
Base de las alas del esfenoides
Esclerotomos de tres a cuatro pares de las somitas occipitales 󰛴 Exoccipital
Supraoccipital (escama)
Frontal
Parietales
Exomeninges 󰛴 Parte distal de las alas del esfenoides
Parte interparietal del occipital
Escama de los temporales
Cápsulas óticas (perióticas) → Parte petrosa y mastoidea de los temporales
ESTRUCTURAS DEL NEUROCRÁNEO Y DEL VISCEROCRÁNEO DE ORIGEN ENDOCONDRAL E
INTRAMEMBRANOSO
Frontales
Parietales
Desmocráneo 󰛴 Parte distal de las alas del esfenoides
Neurocráneo 󰛴 (membranoso) Parte interparietal del occipital
Escama de los temporales
Etmoides
Basiesfenoides
Parte proximal de las alas del esfenoides
Condrocráneo 󰛴 Basioccipital
Exoccipital
Supraoccipital
Parte petrosa y mastoidea de los temporales
Maxilar, cigomático y procesos pterigoideos, premaxila
Mandíbula
Desmocráneo 󰛴 Nasales
Viscerocráneo 󰛴 (membranoso) Lagrimales
Vómer
Palatinos
Anillos timpánicos
Cartílago cuadrado de la nariz
Condrocráneo 󰛴 Cornetes inferiores
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Cóndilos
Cartílago de Meckel y pterigocuadrado
Martillo
Yunque
Estribo, cartílago de Reichert
Proceso estiloides
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ANOMALÍAS DEL CRÁNEO
Las anomalías del cráneo se asocian con
alteraciones del cerebro.
Acranea o anencefalia. Se debe a falta de cierre
del neuroporo anterior, sólo se forma la base del
cráneo.
Microcefalia. Cerebro pequeño, causa el desarrollo
de un cráneo pequeño. La cara parece más
grande, por el cráneo pequeño, presentan retardo
mental y la piel parece excesiva.
Hidrocefalia, causa macrocefalia. Se debe a la
acumulación de líquido en los ventrículos
laterales, provocada por estenosis o atresia del
acueducto cerebral.
Craneosinostosis. Fusión temprana de las suturas,
que deforman el cráneo.
Escafocefalia. Cierre prematuro de la sutura sagital,
entre los parietales.
Turricefalia, acrocefalia u oxicefalia. Cierre
prematuro de la sutura coronal, entre los frontales
y los parietales. La cabeza parece piloncillo. Se
presenta en los síndromes de Apert y Crouzon.
Se asocia a malformaciones de la cara, de los
dientes, de los oídos y de otras partes del cuerpo.
Tienen una determinación genética.
El esqueleto axial, se forma, alrededor de
estructuras como el SNC, la boca y la faringe.
El esqueleto apendicular, se forma en el eje de una
estructura y está rodeado por tejidos blandos."
GENES EN ANOMALÍAS ESQUELÉTICAS
Gen Anomalía Fenotipo
FGFR1 y FGFR2 Síndrome de Pfeiffer Cráneosinostosis, pulgares y dedos de los pies anchos y
grandes, cráneo en forma de trébol (trilobado), escaso
desarrollo de la cara.
FGFR2 Síndrome de Apert Cráneosinostosis por cierre temprano de la sutura coronal,
escaso desarrollo de la cara, sindactilia simétrica de manos y
pies.
Síndrome de Crouzon Cráneosinostosis, escaso desarrollo de la cara, sin defectos en
manos y pie.
FGFR3 Acondroplasia Enanismo con extremidades con huesos y dedos de la mano
cortos y anchos, mano tridente por aumento del espacio entre el
tercer y cuarto dedo. Frente prominente, cráneo con base
pequeña y agujero magno estrecho, cuerpos vertebrales
pequeños con espacios interpedunculares estrechos en la
región lumbar, ilíacos cuadrados, acetábulo aplanado y
estrecho.
Hipocondroplasia Forma moderada de acondroplasia con características
craneofaciales normales.
MSX2 Cráneosinostosis tipo Boston Cráneosinostosis
HOXA13 Síndrome mano-pie-genital Dígitos pequeños, cortos, útero dividido, hipospadia.
HOXD13 Simpolidactilia Dígitos múltiples fusionados.
SISTEMA MUSCULAR"
Los tipos de músculo son: Esquelético (estriado),
cardiaco y liso. Su origen es múltiple.
La mayoría del esquelético se diferencia del
miotomo de las somitas (de la lengua, el cuello,
el tronco y los miembros).
El músculo esquelético, en general puede
contraerse de manera voluntaria.
En la cabeza se diferencian las somitómeras, con
la participación de las crestas neurales.
Los oculares como el ciliar y el constrictor del iris se
diferencian de las crestas neurales.
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De las somitómeras cefálicas y tejido de las
crestas neurales se forman los músculos
extraoculares y los de los arcos branquiales I,
II y III.
El músculo liso del tubo digestivo, el respiratorio y
de la mayoría los vasos sanguíneos derivan del
mesodermo esplácnico.
El músculo liso es de contracción involuntaria.
Parte del músculo de las arterias se forma del tejido
mesodérmico local, lo mismo que los erectores
del pelo.
La variedad de músculo cardíaco se origina del
mesodermo esplácnico.
Entre el día 18 y 19 del desarrollo el mesodermo
paraxial se segmenta en sentido cráneocaudal y
forma los siete primeros pares de somitómeras
esféricas.
Del octavo par en adelante son ovaladas y se
transforman en somitas típicas.
Se diferencian tres a cuatro pares de somitas por
día, hasta formar 42 a 44 pares.
Se forman: Cuatro occipitales, ocho cervicales, 12
torácicas, cinco lumbares, cinco sacras y tres
coccígeas.
En las somitas, se diferencian el dermomiotomo,
del que derivan el dermatomo y el miotomo.
La neurotrofina 3 (NT-3) y las proteínas Wnt
formadas por la parte dorsal del tubo neural, que
activa al gene PAX3. en el dermatomo y el Myf5
en la parte dorsomedial del miotomo.
Las proteínas Wnt (activadoras) formadas por el
ectodermo y la BMP-4 (inhibidora) formada por el
mesodermo esplácnico activan la expresión de
MyoD en la parte dorsolateral del miotomo.
La parte dorsomedial de las somitas se diferencian
en los epímeros o músculos epaxiales de la
columna vertebral.
La parte dorsolateral de las somitas se diferencian
en los hipómeros o músculos hipaxiales de la
pared del cuerpo y de los miembros.
Las fibras multinucleadas, del músculo esquelético
se diferencian de células mesenquimáticas de las
somitas y de las somitómeras.
A las fibras multinucleadas se les llama presuntos
mioblastos o premioblastos, porque son
precursoras de los mioblastos.
Los premioblastos se dividen por mitosis, al
menos cuatro veces y después de su última
división, se transforman en mioblastos
postmitóticos.
Los mioblastos postmitóticos, sintetizan la actina
y la miosina de las miofibrillas y se fusionan
entre sí, para forman miotúbulos
multinucleados.
Los miotubos sintetizan troponina y tropomiosina,
necesarias para ensamblar las miofibrillas de
actina y de miosina de las sarcómeras (unidades
funcionales para la contracción).
En la periferia de los miotubos se diferencian
miofibrillas, muy gruesas, mientras que el núcleo
es central.
Cuando hay más miofibrillas, ocupan todo el
citoplasma, y los núcleos se colocan en la
periferia de los miotubos o fibras musculares
maduras.
Desde la etapa de mioblastos postmitóticos, los
núcleos de las fibras musculares no se vuelven a
dividir.
El músculo aumenta su longitud, por la elongación de
sus fibras y por la incorporación de las llamadas
células satélites, que conservan la capacidad de
dividirse.La longitud de las fibras aumenta, a
medida que crece el feto y el niño, y hasta que el
adulto alcanza su talla definitiva, aunque en los
atletas y otros deportistas se pueden hipertrofiar.
En la regulación de la miogenesis, interviene las
proteínas de la familia MyoD, que son factores
de transcripción como la MyoD, la miogenina,
la Myf-5, la Myf-6 y la MRF-4.
El FGF y el TGF-β, intervienen para que las células
mesenquimáticas premiogénicas sigan
proliferando.
La miogenina se expresa en los miotomos de las
somitas.
La MyoD inhibe la división de los mioblastos
postmitóticos, al impedir que entren en la fase
S del ciclo celular.
El factor de crecimiento similar a la insulina o
IGF, también interviene en la miogénesis.
Los mioblastos postmitóticos, se fusionan para
originar los miotubos
Durante la diferenciación de las somitómeras y
de los miotomos de las somitas, asociados
tempranamente a las terminaciones nerviosas,
ambos, tipos de estructuras experimentan seis
procesos fundamentales que son:
Cambios de dirección de las fibras musculares,
en sentido cráneo caudal, que se presentan en
músculos, como los oblicuos o los transversos del
abdomen.
División longitudinal de una masa muscular, que al
inicio del desarrollo era única. Por ejemplo, la
formación del trapecio y del
esternocleidomastoideo.
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División tangencial de las masas musculares,
originalmente únicas. Por este proceso se forman
las capas de intercostales externos, internos e
íntimos o los oblicuos externos, los internos y
los transversos del abdomen.
Fusión de varios miotomos sucesivos, para
formar un sólo músculo, que se puede
ejemplificar con los rectos abdominales y los
piramidales.
Migración total o parcial de masas musculares, a
un nivel distinto al que se originan. Los
músculos de la expresión facial migran del
segundo arco branquial a la cara y a la cabeza son
un ejemplo y otro son los longísimos torácicos
que migran de la región torácica a la lumbar y a la
cresta del íleon.
Degeneración de fibras musculares, que se
transforman en aponeurosis como la
occipitofrontal o la fascia toracolumbar.
Como te podrás dar cuenta, en la diferenciación
algunos músculos experimentan más de uno
de los procesos mencionados."
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DERIVADOS DE LOS SIETE PRIMEROS PARES DE SOMITÓMERAS
Somitómeras Músculos que originan Pares craneales
craneales que los inervan
Músculos extrínsecos del ojo
Superior → Elevador del párpado superior
1 y 2
Rectos 󰛴 M e d i a l 󰛰 III
y/o placa precordal 󰛴 Inferior
Oblicuo Interno
3 Oblicuo Externo IV
4 Músculos masticadores, derivados del primer par
de arcos branquiales* V
5 Recto lateral del ojo VI
6 Músculos de la expresión facial, derivados del segundo par
de arcos branquiales* VII
7 Músculos estilofaríngeos derivado del tercer par de
arcos branquiales IX
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DESARROLLO DE LOS EPÍMEROS E HIPÓMEROS Y SU INERVACIÓN
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"
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DERIVADOS DE LOS MIOTOMOS DE LAS SOMITAS
Somitas occipitales
Músculos intrínsecos de la laringe derivados del IV par de arcos branquiales
Parte del esternocleidomastoideo
VI par de arcos branquiales
Músculos constrictores faríngeos cricotiroideo, elevador del velo del paladar, derivados del
IV par de arcos branquiales
Músculo palatogloso
Músculos intrínsecos de la lengua XII par craneal
Somitas cervicales
Extensores de la cabeza y del cuello
Flexores del cuello, que inclinan la cabeza
Somitas torácicas
Extensores del tronco
Flexores del tórax y del abdomen
Somitas lumbares
Extensores lumbares
Extensores del muslo y de la cadera
Flexores del muslo y la cadera
Forman músculos de los miembros inferiores
Somitas sacras
Extensores del muslo y de la cadera
Flexores del muslo
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Forman músculos de los miembros inferiores.
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MÚSCULOS DE LOS MIEMBROS
COMPARADOS CON LOS DEL TRONCO
Los miotomos que participan en la formación de los
músculos de los miembros, tienen un desarrollo
distinto, a los que forman el músculo estriado,
de otras partes del cuerpo.
En los miotomos torácicos, el dermatomo rodea
su parte ventrolateral y antes de penetrar en la
somatopleura se diferencian numerosos
miotubos.
En cambio, los miotomos que forman los músculos
de los miembros, las células del dermatomo
mueren, antes de rodear a los escasos
miotubos, que se diferencian pobremente y no es
necesario que migren desde los miotomos, para
que se diferencien los primordios de los
músculos.
Si el esbozo de un miembro, se separa del cuerpo
de un embrión de pollo, permanecen vivas las
células del dermatomo y se diferencian
abundantes miotubos, como los de los
miotomos torácicos. Al contrario, cuando se
transplanta el esbozo de un miembro, a la región
torácica, las células del dermatomo mueren y los
principales músculos no maduran.
Cuando se rota un segmento de mesodermo
paraxial, para que la parte medial quede lateral,
las células miogénicas se forman de la parte
originalmente medial, que ahora es lateral.
Los experimentos anteriores, prueban que la región
del cuerpo del embrión, influye en la
diferenciación de los músculos.
Los músculos de los miembros, difieren de los
axiales o del tronco en que, los músculos de los
miembros:
Derivan de la parte lateral de los miotomos.
Migran a los esbozos de los miembros, antes de
diferenciarse.
Se empiezan a diferenciar como miocitos
multinucleados.
Los factores miogénicos, como el Myf-5 y el MyoD,
se expresan hasta que aparecen los esbozos de
los músculos.
Su migración y diferenciación, tiene poca
influencia axial.
Los músculos axiales o del tronco, se
caracterizan por:
Formarse de la parte medial de las somitas.
Diferenciarse antes de migrar, lo que significa, que
se diferencian in situ.
Iniciar su diferenciación como miocitos
mononucleados.
Los factores miogénicos como el Myf-5 y MyoD, se
expresan antes de que se diferencien los
miotomos, la diferenciación y migración.
Recibir una gran influencia del tubo neural y de la
notocorda.
ANOMALÍAS MUSCULARES
El “síndrome de vientre de ciruela pasa”, se
caracteriza por la ausencia de los músculos de
la pared del abdomen, por falta de diferenciación
de las partes laterales, de los hipómeros de los
miotomos torácicos y del primer par lumbar.
El movimiento de las asas intestinales se observa a
través de la delgada pared abdominal. La vejiga
urinaria está distendida, el tórax está deformado y
hay criptorquidia. Rara vez se ha observado en
niñas.
La anomalía de Poland es La agenesia de los
músculos pectorales mayores, que con
frecuencia es unilateral, pero llega a ser bilateral
y es cuatro veces más frecuente en los
hombres, que en las mujeres, puede asociarse a
la agenesia de la mama y el pezón del lado
afectado, alteraciones de las vértebras y
sindactilia. No pueden extender los brazos en
ángulo recto con respecto al cuerpo. La piel se
adhiere a las costillas.
Entre los problemas de inervación se puede
ejemplificar el síndrome de Moebius o Möbius,
en el que degeneran los núcleos del VII par
craneal, aunque también pueden estar alterados
los núcleos del V y el VI par. La característica
principal es la parálisis de los músculos de la
expresión facial, por lo que la cara de los
pacientes es inexpresiva y se dice que es como
una máscara. También hay parálisis de los
músculos rectos laterales oculares. Se
presentan otras alteraciones como la inmovilidad
de las articulaciones de los brazos y de las piernas
o el pie equino varo, agenesia de los pectorales
mayores, defectos en los músculos braquiales,
sindactilia y braquidactilia.
La tortícolis congénita. Se atribuye a la lesión del
esternocleidomastoideo durante el parto, pero
se ha descubierto antes del nacimiento y en
niños nacidos por cesárea, que presentan
alteraciones vertebrales asociadas. También se
puede relacionar con luxación de la cadera y pie
equino varo. Otra de las teorías que se han
postulado para explicar su origen, es la presencia
de un tumor o un hematoma que causa fibrosis del
músculo, que se acorta.
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La hipotonía muscular caracteriza al síndrome de
Down. Se debe a las alteraciones del sistema
nervioso, que presentan los niños afectados.
La hipertonía muscular es característica de la
trisomía 18 y es una consecuencia de las
anomalías del sistema nervioso.
La hipertrofia muscular se ha encontrado en
algunos pacientes con hipotiroidismo.
Desaparece al ser tratada con tiroxina.
En el síndrome de Cornelia de Lange, se presenta
la hipertrofia de los músculos flexores de los
brazos, asociada a malformaciones del cuerpo
estriado.
Distrofias* musculares. Son un grupo de
alteraciones musculares que se caracterizan por la
atrofia progresiva de las fibras musculares, que
aparece a diferente edad, aunque es frecuente que
aparezcan en los niños o en los adolescentes.
*(de dis, dificultad, desorden, imperfección, mal estado, y
trophé, nutrición).
Distrofia muscular de Duchenne. Se debe a un
gene alterado, del cromosoma X, localizado en el
locus X
p
21, que codifica para la síntesis de una
proteína de la membrana muscular, llamada
distrofina, la cual interviene en el paso de calcio
al interior de los miotubos, al modular el
funcionamiento de los canales de calcio. Cuando
desaparece la distrofina, entra un exceso de
calcio, lo que altera el metabolismo de los
miocitos y provoca una debilidad progresiva de los
músculos. Se manifiesta en los niños entre dos y
seis años. El primer síntoma es una
pseudohipertrofia de los gemelos, debido a la
degeneración grasa de las fibras y a la
sustitución de las fibras musculares por tejido
conectivo.
Los pacientes terminan en silla de ruedas por la
contractura de las articulaciones, mueren
alrededor de los 20 años, debido a problemas
respiratorios y cardíacos.
En la actualidad, se ha intentado introducir
versiones reducidas de genes de la distrofia
en mioblastos por medio de un retrovirus e
injertando después estos mioblastos en los
músculos, para inducir la síntesis de la
distrofina y a pesar de que los resultados no han
sido muy satisfactorios, es probable que en poco
tiempo, se tenga éxito, en la aplicación de este
tipo de terapia génica.
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DESARROLLO DE LAS EXTREMIDADES!
Se inicia con la activación de células
mesenquimáticas, del mesodermo lateral.
Una banda de ectodermo engrosado, llamada
cresta wolffiana, recorre el cuerpo de un lado al
otro del embrión y sobre esta se diferencian los
esbozos de los miembros.
Se forman por interacción recíproca, mesodermo-
ectodermo. Pueden autodiferenciarse al aislarlos
del cuerpo.
Los miembros superiores se empiezan a
diferenciar al final de la cuarta semana por la
expresión del factor de crecimiento fibroblástico
(FGF-10).
El ácido retinoico es otro estímulo inicial para la
diferenciación de los miembros.
El FGF-10 induce al ectodermo a formar la cresta
ectodérmica apical que produce FGF-8.
La amelia se debe a la falta de expresión de los
factores que inician el desarrollo de los
miembros.
Por experimentos con los esbozos de los miembros
se sabe que:
Si se elimina medio esbozo, la otra mitad puede
formarlo.
Si se divide el esbozo, el miembro se duplica,
como en la diplopodia y el dichirus o mano
doble.
La fusión de dos esbozos origina un solo
miembro.
La fusión de dos medios esbozos, forma un
miembro.
La disgregación del mesodermo del esbozo, puede
reorganizarse y formar un miembro normal.
Los miembros van fijando sus ejes en el siguiente
orden:
Anteroposterior, de la parte radial a la ulnar.
Dorsoventral, del dorso a la palma.
Próximodistal, de la cintura escapular o de la
pélvica, a los dedos,
Antes de la diferenciación de los ejes, adoptan la
nueva posición al transplantarse.
Los esbozos de los brazos, aparecen en el embrión
humano, a la cuarta semana, como láminas
redondeadas y aplanadas, perpendiculares al
cuerpo.
El mesodermo lateral, induce la diferenciación de la
cresta ectodérmica apical o CEA, en inglés
AER, que es epitelio engrosado, rico en uniones
en hendidura.
!11
Ma. Cristina Márquez-Orozco
Entre el ectodermo y el mesodermo se forma una
lámina basal.
Si se elimina la CEA se inhibe le desarrollo del
miembro.
Una doble CEA, produce la formación de un
miembro supernumerario.
La CEA actúa sobre el mesénquima y afecta las
propiedades de la matriz extracelular.
En el ectodermo de la CEA se expresan los genes
FGF-2, FGF-4 y FGF-8 y determinan el
crecimiento proximodistal del miembro.
Dependiendo del momento en que se destruye
experimentalmente la CEA se puede inhibir
parcial o totalmente el desarrollo del miembro.
El mesodermo determina el destino del miembro y
forma el factor de mantenimiento de la CEA.
La zona de actividad polarizante o ZAP, en inglés
ZPA, induce el desarrollo de la CEA. Se forma en
el mesodermo de la parte posterior del miembro.
En la ZAP se expresa el Sonic hedgehog (Shh),
determina la diferenciación anteroposterior del
miembro y mantiene la estructura y función de la
CEA.
El gen Hoxb-8 determina la localización de la ZAP.
El Hoxb-8 es inducido a expresarse por el ácido
retinoico.
El Gli-1 es uno de los factores de transcripción que
participa en la regulación de la formación del eje
anteroposterior de los miembros.
El Gli-1 se expresa cerca de la ZAP productora de
Shh,
El Gli-3 se expresa en la parte anterior de la yema
del miembro e inhibe la acción de la ZAP.
Los mutantes de Gli-3 presentan polidactilia.
Si se transplanta la ZAP a la parte anterior de un
miembro, se duplica en espejo la CEA y se
forman dos miembros. Lo mismo pasa si se
coloca ácido retinoico.
La zona de progreso del mesodermo, determina la
diferenciación proximodistal. Sólo abarca 300 µm
del mesodermo de la parte distal del esbozo del
miembro.
En la zona de progreso se expresa el gen Msx-1.
A medida que crece el miembro se diferencian sus
estructuras proximales y se deja de expresar el
Msx-1.
Los dedos se separen por apoptosis cuando deja de
ser estimulada la CEA en la región interdigital.
En los espacios interdigitales se expresan las
proteínas morfogénicas óseas BMP-2, BMP-4
BMP-7 y los factores de transcripción Msx-1 y 2.
La expresión de estos genes inducen la apoptosis
de esta región.
El ácido retinoico y receptores de proteínas
intervienen en la separación de los dedos.
La determinación del eje dorsoventral del miembro
se debe a la acción de los genes Wnt-7a y En-1.
El gen Wnt-7a se produce en el ectodermo de la
región dorsal del miembro en el que también se
expresa el factor de transcripción Lmx-1b.
También participa en la determinación de la región
dorsal el radical fringe.
El gen En-1 se produce en el ectodermo de la región
ventral del miembro.
La sindactilia se debe a la falta de separación de los
dedos.
El pulgar tiene sólo dos falanges, probablemente
porque una se reabsorbe.
En los miembros hay un complejo de genes Hox-4,
que se van expresando durante el desarrollo y su
alteración podría inducir polidactilia.
En la formación de los miembros anteriores
participan los factores Tbx-5.
En la formación de los miembros posteriores
participan los factores Tbx-4 y el factor de
transcripción Pitx-1.
El desarrollo de los huesos es en sentido
proximodistal.
El blastema forma esbozos cartilaginosos, continuos,
después se forman interzonas en donde se
desarrollan las articulaciones, por muerte celular
programada desaparecen y se diferencia la
membrana sinovial, que secreta el líquido
sinovial.
VASCULARIZACIÓN
El ectodermo inhibe el desarrollo en el mesodermo
cercano al ectodermo.
Las venas son marginales y forman una vena
cefálica y una basílica, que persisten en el
adulto.
Las arterias son axiales y forman un plexo en la
mano o en el pie. Las arterias axiales forman
ramas colaterales de las que se desarrollan los
vasos definitivos.
La ecografía es útil para conocer la evolución del
crecimiento fetal y la edad gestacional.
Durante la infancia, por estudios radiológicos de la
osificación de las manos y las muñecas, se
obtienen datos de la edad ósea
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
El uso de doble o triple pañal de tela o un aparato
ortopédico que mantiene las piernas en
abducción la corrige, sobre todo si es posicional.
Cuando es genética o no se trata en el tiempo
adecuado la corrección es quirúrgica.
!
DESARROLLO DE LA CARA"
La cara se diferencia entre la cuarta y la octava
semana del desarrollo.
Se forma a partir de procesos localizados sobre el
prosencéfalo y del primer par de arcos
branquiales o faríngeos.
Los arcos branquiales son cinco pares de barras de
mesénquima (I, II, III, IV y VI) que se originan a
partir del tejido de las somitómeras y de las
crestas neurales.
Los arcos branquiales tienen una cubierta de
ectodermo y un revestimiento de endodermo
faríngeo.
Entre cada arco branquial se forma una hendidura o
surco branquial con epitelio ectodérmico y una
bolsa faríngea de epitelio endodérmico.
En cada arco branquial existe tejido
mesenquimático, un arco aórtico, un cartílago y
un par craneal.
El mesénquima que forma los procesos faciales se
origina principalmente de las crestas neurales.
Los procesos de los que se forma la cara son: El
frontonasal, dos nasales medios, dos nasales
laterales, dos maxilares y dos mandibulares.
Los procesos maxilares y mandibulares se forman
por la división del primer arco branquial.
El primer arco branquial se forma por debajo del
proceso frontonasal y a los lados del estomodeo
o boca primitiva.
El tejido de la maxila se forma del par de
somitómeras 4 y crestas neurales que se
diferencian a nivel del prosencéfalo y el
mesencéfalo.
El tejido de la mandíbula se forma del par de
somitómeras 4 y crestas neurales que se
diferencian a nivel del mesencéfalo y del
rombencéfalo (rombómeras 1 y 2).
En el desarrollo del esqueleto facial intervienen
señales del endodermo faríngeo y las crestas
neurales.
El proceso frontonasal se empieza a diferenciar
cuando se sintetiza ácido retinoico en su
ectodermo.
El ácido retinoico mantiene las señales del FGF-8 y
del Shh en el prosencéfalo y el ectodermo
frontonasal que lo cubre.
El FGF-8 y el Shh estimulan la multiplicación de las
células de las crestas neurales del proceso
frontonasal.
El exceso o la deficiencia de ácido retinoico
puede producir defectos de la parte media de la
cara.
En el primer arco branquial hay señales de FGF-8
y el factor de transcripción Otx-2.
El gen Msx-1 estimula la proliferación del tejido
mesenquimático de los procesos faciales por
acción de FGF-8 y Shh.
La diferenciación de los procesos faciales es
mediada por BMPs de distintos tipos.
En el desarrollo de la mandíbula interviene FGF-2 y
FGF-4 epiteliales que interactúan con el Msx.1.
El BMP-4 y BMP-7 se forman en el mesénquima de
las partes laterales de la mandíbula y están
relacionadas con la apoptosis.
Es importante resaltar que los genes que intervienen
en el desarrollo de la cara y los miembros son
los mismos, lo que explica el porqué en el
síndrome de Apert (acrocéfalosindactilia) existen
malformaciones del cráneo y de los miembros.
La organización proximodistal del primer arco
branquial se debe a los factores de transcripción
Dlx.
El Dlx-1 y 2 se expresan en los segmentos
proximales, el Dlx-5 y 6 en la parte proximal
cercana a la distal y el Dlx-3 y Dlx-7 se expresan
en la parte distal del primer arco branquial."
ESTRUCTURAS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DE LA CARA
Frente
Arcos superciliares
Parte frontal 󰛴 Parte superior (techo)
Proceso frontonasal 󰛴 Órbita 󰛴 Parte superior (techo)
Parte interna
Párpado superior
Área triangular 󰛴 Dorso y ápice de la nariz
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
Cartílago cuadrado de la nariz
Procesos nasales medios 󰛴 Filtrum del labio superior
Premaxila (procesos palatinos medios)
Partes laterales de la nariz
Procesos nasales laterales 󰛴 Alas de la nariz
Cornetes inferiores
Maxilares superiores 󰛴 Malares
Cigomáticos
Parte inferior (piso)
Procesos maxilares 󰛴 Órbita 󰛴 Parte externa
Párpados inferiores
Procesos palatinos laterales (paladar secundario)
Cuerpo
Procesos mandibulares 󰛴 Mandíbula 󰛴 Ramas ascendentes
Tragus
Tres trabéculas auriculares 󰛴 Crux helix
Primera parte del helix
Mayor parte del helix
II arco branquial 󰛴 Tubérculos auriculares 󰛴 Antihelix
Antitragus
Lóbulos de la oreja
Surco nasolagrimal → Conducto nasolagrimal oculto por los procesos nasales laterales que crecen sobre los
maxilares
Ectodermo - Lámina dentaria - Órganos del esmalte
Diente 󰛴 Órganos del esmalte – Ameloblastos –Esmalte
Crestas neurales – Odontoblastos. Dentina
Mesodermo – Pulpa dentaria – Cementoblastos - Cemento
Mesodermo – Hueso alveolar
Inducción dentaria – Mesodermo, interacción recíproca mesodermo-ectodermo
Tubérculos linguales laterales (I arco branquial) – Mayor parte del cuerpo
Tubérculo impar (entre I y II arcos branquiales) – Parte posterior del cuerpo, agujero ciego
Lengua 󰛴 Cópula (entre II y III arcos branquiales) –
Parte de la raíz amígdala lingual
Tubérculos hipobranquial (entre III y IV arcos branquiales) - Epiglotis
Por delate de la V lingual – Epitelio ectodérmico
Por detrás de la V lingual - Epitelio endodérmico
!
MALFORMACIONES DE LA CARA
Las fisuras faciales son alteraciones muy
frecuentes que se producen por falta de
migración de células de las crestas neurales a
los procesos que originan la cara.
El labio hendido tiene una frecuencia aproximada
de 1 de cada 1000 nacimientos. Se debe a la
desaparición del tejido ectomesenquimático del
surco que se encuentra entre los procesos
maxilar y nasal medio. En general se dice que es
falta de fusión de estos procesos pero nunca
están separados en el embrión.
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Ma. Cristina Márquez-Orozco
El labio hendido puede ser unilateral o bilateral y con
frecuencia se asocia a paladar hendido.
El paladar hendido tiene una incidencia de 1 de
cada 2500 nacimientos. Existen una gran
cantidad de variantes de fisuras, desde las muy
pequeñas hasta una fisura total.
La anomalía se debe a falta de fusión incompleta o
falta de fusión de los procesos palatinos medios
con los laterales o de los procesos palatinos
entre si.
Ambos defectos son multifactoriales ya que pueden
tener un origen cromosómico como la trisomía 13
o ser provocada por factores ambientales como
los anticonvulsivante o corticoides. El paladar
hendido es más frecuente en mujeres que en
hombres.
En los niños con paladar hendido pueden
broncoaspirar la leche que provocan infecciones
respiratorias.
Otra complicación del paladar hendido son las
infecciones del oído medio favorecidas por la
comunicación nasofaríngea.
El labio hendido medio es poco frecuente y se debe
a la falta de fusión de los procesos nasales
medios.
Fisura oblicua de la cara o hendidura facial oblicua.
Se debe a falta de desaparición del surco lagrimal
localizado entre el proceso nasal y lateral. Es
frecuente que la fisura se asocie a labio hendido.
Macrostomía. Es la presencia de una fisura entre el
proceso maxilar y el mandibular por lo que la
comisura labial se puede proyectar hasta cerca
de la oreja. Se debe a migración deficiente del
tejido del segundo arco branquial. Es
característica de síndromes genéticos.
Hendidura facial media. Es una displasia del proceso
frontonasal que puede tener variantes desde un
surco poco profundo en la línea media de la nariz
hasta una nariz en catalejo en la que los
procesos nasales medios permanecen
separados. El defecto puede involucrar el labio
superior.
!
DERIVADOS DEL TEJIDO DE LOS ARCOS BRANQUIALES
Ectomesénquima de los arcos branquiales, músculos del I, II y III arcos branquiales derivan de los miotomos de
las somitas occipitales.
Maseteros
Temporales
I arco 󰛴 Músculos masticadores 󰛴 Pterigoideos
Inervación V par Periestafilinos
Vientre anterior del digástrico
Milohioideo
Músculo tensor del martillo
De la boca
Orbiculares 󰛴 De los ojos
II arco Músculos de expresión facial 󰛴 Buccinadores
Inervación VII par 󰛴 Risorios
Elevadores de la nariz
Borla del mentón etc.
Vientre posterior del digástrico
Músculos del estribo
Músculo estilohioideo
Intrínsecos
III arco 󰛴 Parte superior de los músculos faríngeos
󰛴 Constrictores
Inervación IX par Músculo estilofaríngeo
IV arco Elevador del velo del paladar
Inervación X par 󰛴 Parte superior de los músculos laríngeos →
Cricotiroideo
rama laríngea superior Intrínsecos
Parte inferior de los músculos faríngeos 󰛴 Constrictores

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