MECANISMOS BIOLÓGICOS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO

Se denomina embriogénesis al complejo desarrollo de un embrión a partir del cigoto (célula precursora totipotencial que produce un embrión completo, placenta y anexos extraembrionarios).  Durante este proceso se ponen en juego diferentes mecanismos biológicos que conducen a que ciertos grupos celulares cumplan funciones específicas y diferentes a las de otros grupos. Los principales mecanismos son:

 

A-Diferenciación celular (citodiferenciación) y especialización funcional (logro de un fenotipo estable): – Potencia– Célula determinada o comprometida –Modificaciones morfológicas, moleculares y fisiológicas.

Aunque todas las células del cuerpo humano derivan de una sola célula (cigoto), cada una desarrolla una determinada estructura y funciones específicas. Esta diferenciación y especialización funcional determina que las células actúen con mayor eficacia merced a un proceso de diferenciación. Este proceso es más manifiesto durante todo el periodo embrionario, iniciándose en la fase embrionaria de la gástrula. La gastrulación se caracteriza por:– Un aumento en la síntesis proteica y de ARN lo que lleva al crecimiento de embrión. –Una importante migración celular que origina las tres hojas embrionarias. –La fijación del destino de las células embrionarias (determinación).La histogénesis se refiere al estudio de la formación de los tejidos, a partir de una célula no diferenciada de una hoja embrionaria hasta la diferenciación de un tejido. La capacidad de una célula de diferenciarse en otros tipos celulares se conoce como potencia. Cuando una célula ya ha fijado su destino se dice que está determinada o comprometida. Una célula determinada sufre a posteriori su diferenciación morfológica. Todas las células del embrión tienen el mismo número y la misma clase de genes. Sin embargo, los genes activados y los ARNm difieren de una célula diferenciada a otra. Esta interacción celular se conoce como inducción embrionaria, proceso por el cual un tipo celular específico, al que llamaremos organizador, induce a las células adyacentes competentes para que se diferencien de un modo determinado. Competencia: capacidad que tienen las células para reaccionar ante estímulos directos del desarrollo. Morfogénesis es programa de cambios ordenados en el tamaño, forma y proporciones de un embrión por el cual las células diferenciadas formarán tejidos y órganos. Como  parte      de           este        programa morfogenético las células proliferan, crecen, migran, cambian  de  tamaño  y  algunas mueren.

 

B-Crecimiento embrionario: – División celular –Factores de crecimiento.

Durante el clivaje, el embrión aumenta su número celular pero no su volumen. En cambio, durante la gastrulación, el embrión aumenta su número celular y su tamaño. Al avanzar el desarrollo, las divisiones celulares se hacen más lentas. Sin embargo, la disminución en la velocidad de las mitosis no es homogénea en todo el embrión. Se pueden observar así: a-Poblaciones celulares estáticas, sin nuevas divisiones. b- Poblaciones celulares  dinámicas o expansivas, con dos subgrupos; uno con un ritmo de proliferación acelerado y otro con divisiones poco frecuentes. C-Poblaciones en renovación, donde se producen mitosis para reemplazar a células que mueren. Estos tipos de poblaciones celulares son responsables de que en el embrión se produzca un crecimiento diferencial, donde no todas las regiones u órganos del embrión crecen al mismo tiempo y con la misma proporción.

 

C-Motilidad y migraciones.

Células solitarias o en grupos sufren desplazamientos  migrando  dentro  del embrión. Las células pueden migrar merced a que se producen cambios en las propiedades fisicoquímicas de la periferia celular y en los componentes citoplasmáticos  y se pierden las uniones intercelulares, migración que responde a un plan predeterminado. Para poder moverse desde su lugar de origen, una célula debe romper sus contactos y  la adhesión a sus células vecinas. Ese  desplazamiento involucra la existencia     de           un           aparato            locomotor intracelular, de un camino a seguir y de la posibilidad de determinar en qué momento debe detenerse. La  ruta  de  la  migración  celular  se encuentra señalada por moléculas de adhesión celular   y   componentes   de   la   matriz extracelular: colágeno, laminina, fibronectina, hialuronano, condroitín sulfato, netrinas, etc. Las células “saben” hacia que lugar moverse respondiendo a “claves de adhesión” (que indican a la célula en qué momento debe detenerse) y a gradientes químicos. Ejemplo: las células nerviosas que migran se fijan a proteínas de adhesión en las células gliales. Cuando las células llegan a su destino definitivo, deben tener la capacidad de reconocer a otras células de ese lugar y establecer contactos y adhesión estable con ellas. El movimiento se detiene por el fenómeno denominado inhibición por contacto, que además controla la orientación o dirección del desplazamiento.

Apoptosis o muerte celular fisiológica: Las células animales se pueden destruir por un programa intrínseco de muerte celular de acuerdo a un plan prefijado genéticamente (suicidio programado). La apoptosis es una forma de muerte celular programada que se caracteriza por cambios morfológicos y bioquímicos como resultado del balance de la interacción de factores promotores y represores (ausencia o presencia de factores de crecimiento, genes pro apoptóticos o antiapoptóticos, etc.). Junto con la mitosis juega un papel fundamental en la homeostasis celular. Es importante en procesos biológicos tales como la morfogénesis (durante el desarrollo embrionario), el recambio celular normal, la disminución de la secreción hormonal, la eliminación de células dañadas o infectadas por virus y la eliminación de clones autorreactivos del sistema inmune. Ejemplos: La regresión de las membranas interdigitales durante la formación de los dedos. La mutación que bloquea la apoptosis determina dedos palmeados. La desaparición del conducto paramesonéfrico en embriones masculinos debido a la acción de la hormona antimülleriana (AMH), que actúa como sustancia inductora.

Células Precursoras: Células que tiene capacidad indefinida de división originando copias idénticas de sí mismas. Frente a diferentes estímulos se diferencian en distintos tipos de células con clara especialización morfofuncional. Clasificación según su potencialidad celular: totipotenciales (Produce un embrión completo, placenta y anexos extraembrionarios) pluripotenciales (Se diferencian en presencia de trofoblasto en tejidos procedentes de cualquiera de las 3 hojas embrionarias)  multipotenciales Se diferencian en distintos tipos de células que derivan de una sola hoja embrionaria)