Desarrollo de Cara y Cuello en VertebradosFace and Neck Development in Vertebrates

Dr. Rafael Coello Cuntó

Departamento de MorfologíaCátedra de Anatomía

Taller de Preparaciones AnatómicasUniversidad de Guayaquil

2014

Desarrollo inicial de la región cefálica y del cuello

Estructura de un vertebrado

1. Viscerocráneo o Esplacnocráneo.2. Condrocráneo o Neurocráneo.3. Dermatocráneo.

El estomodeo se relaciona con el desarrollo del esplacnocráneo.

En los cordados aparecen hendiduras laterales para el flujo del agua que entra por boca; estos espacios en peces se asocian a las branquias.En vertebrados terrestres éstas no se abren y forman el cuello; los huesos derivan del ectomesénquima.

¿BMP2,Pax3,Pax7,Msx, D11 y Snail?

Migración de las células de la cresta neural desde los rombómeros y los genes

Hox implicados

R1-2: huesos faciales, cartílagos del primer arco y en los vertebrados, el incus y malleus.

R4: estapedio, proceso estiloideo y partes del hioides.

R6: cartílago hioides y tiroides.

Las células de los R3 y R5 no migran.

Los vertebrados mas primitivos como la Lamprea son agnatos.

Una clase de genes homeoboxllamados genes Hox se han organizado en sentido

anteroposterior para formar el denominado "código Hoxˮ.

No hay expresión Hox para el primer arco faríngeo(arco mandibular).

Por tanto el desarrollo de la mandíbula parece ser regulado después de una serie de eventos

"libes de Hox " Se lo ha demostrado en varios experimentos por ej:

Vista lateral de la lamprea. Nótese lapresencia de 7 arcos branquiales.

La forma de fijación de la mandíbula al cráneo es muy importante en el estudio de la evolución. Paleostílico, no tiene conexión con el cráneo.La forma mas primitiva de mandíbula es la forma Eautostílica (unida al cráneo sin ayuda de arco hioideo).Anfistílica, se une por medio de dos ligamentos. Hiotílica, como en los peces, se une por medio de hiomandibula (A). Metaautoestílica, directa por medio del hueso cuadrado;por ej.: reptiles.Cranesotílica, maxilar unido al cráneo y mandíbula suspendida por hueso escamoso(B).

Evolución del Esplacnocráneo

Agnato Condrictio

Reptil Mamífero

Aparición de arcos faríngeos es evidente al día 24 en humanos

(A) corte frontal de embrión de cerdo en período somítico; (B) corte sagital deembrión de pollo de 72 hrs. de gestación. (F) Arcos faríngeos, (S) hendiduras faríngeas.

Arco faríngeo

Formación de la cara( de 4 a 7- 8 semana)

Del Prosencéfalo proceden señales para el desarrollo5 prominencias

• Prominencia frontonasal (impar)

Cefálico al estomodeo

• Prominencia maxilar (par)

A los lados del estomodeo

• Prominencia mandibular (par)

Caudal al estomodeo

Vistas frontales y laterales de modelos de cara humana.

El rojo corresponde a la prominencia frontonasal, el naranjo a la prominencia maxilar, el amarillo representa el proceso mandibular y el verde al segundo arco faríngeo.El maxilar recibe migración celular de la cresta neural, prosencéfalo y mesencéfalo.La mandíbula recibe células mesenquimatosas del mesencéfalo y del rombencéfalo.

Finales del periodo somítico

Prominencia frontonasal

Síntesis de acido retinoico

Señales de FGF-8 y Sonic hedgehog

Prosencéfalo anterior y ectoderma frontonasal

Cavidades nasales5ta semana

olfatorias

Prominencia maxilar

Prominencia mandibular

Procesos maxilares y mandibulares derivan del primer arco faríngeo

Señales vienen del gen Msx -1 y el factor de transcripción Otx-2 en lugar de los genes Hox.

7ma. SemanaMandíbula

BMP-2,4 y 7(factores de

crecimiento)

Cbfa-1

Osteoblastos

FGF-2, FGF-4 (medial)FGF-8 (lateral)

Primer arcofaríngeo

Segundo arcofaríngeo

Tercer arcofaríngeo

vv

Momento de formación de la mandíbulamas retardada en gatos (A) ( día 32, 53% gestación) que en ovinos (B) (día 21-22, 32% gestación).

braquicéfalo dolicocéfalo

Conformación del cartílago

Los procesos nasomediales(N) se fusionan con el proceso maxilar(M) y formanel labio superior y el maxilar.

Los proceso nasomediales forman el philtrum, el componente premaxilar delmaxilar, porción medial de la nariz y el paladar primario. Los proceso nasolaterales forman las alas de la nariz.

Fisura oronasal se cierra completamente.Fisura oculonasal formará en su interior el conductonasolagrimal.

(coloboma facial)

Cierre de las fisuras

Músculos de la región facial

Formación del paladar y la lengua6ta semana

Fusión de los procesos palatinos laterales forman el paladar secundario y el paladar primario se ha formado por la fusión de los procesos maxilares y procesos nasales mediales.

A) Procesos palatinos verticales (V) a ambos lados de la lengua (L). B. Procesos palatinos horizontales (H) C. Procesos palatinos fusionados entre sí y con el tabique (T), nótese la presencia de la fusión mesenquimática luego de la apoptosis(flechas).

Esquemas comparativos de la morfogénesis del labio superior y del paladar. Después de la eliminación de las células peridérmicas, los procesos maxilares y nasales medios se fusionan formando una lámina epitelial media, la que luego se transforma en mesénquima. En una etapa posterior, los procesos palatinos se fusionan entre sí y con el septo nasal, originando una lámina epitelial media que se transforma en mesénquima (Modificado de Sun et al., 2000).

Msx-1 BMP-4

Shh BMP-2

Proliferación del proceso palatino

La elevación de los procesos palatinos se debe posiblemente al acido hialurónico

El tabique nasal también participa de la formación del Paladar.Proliferación de fibroblastos en el rafe medio que desaparece.

Tgf-b3 participa en la fusión.

Desarrollo comparado del paladar

Paladar de pollo neonato que muestra una fisura palatina natural.

Cráneo de cocodrilo que muestra el paladar primario y secundario (parecido a mamíferos).

Desarrollo de la lengua5ta. semana

Papilas filiformes(ectodermo): Shh, BMP-2,BMP-4 y FgF-8

Papilas gustativas(endodermo): Shh, Gli-l y patched

Formación de los dientes6ta semana

Esmalte y dentina

BMP, FGF, SHH y Wnt

FGF-8

Pax- 9

BMP-2 BMP-4

FGF -8

ausencia de Msx-1causa agenesia dental

Diente no pasa etapa de yema

Explica los espaciosinterdentarios

La inactivación de FGF8 detiene el dienteen estado de lámina.

Formación del cuello

Primer arco es indiferente ante el acido retinoico, no así el tercer y cuarto arcos.Presenta alteraciones paraHoxa1,Hoxb1,Pax9,Pax1,FgF3,Fgf8

El segundo crece porShh,BMP-7,FGF-8.

Cuerpo último branquial se desprendendel endodermo de la cuarta bolsa faríngeay se incorpora al tiroides para formar lascélulas C o células parafoliculares.

Formación de la glándula tiroides4ta-7ma semana

Gracias por su atención