Desarrollo embrionario del periodontoJuan Carlos Munvar N

Clivaje y formacin de la morlaLos 2 pro ncleos (materno / paterno) permanecen separados hasta la primera mitosis, entonces emergen los cromosomas al insertarse en las fibras del huso mittico formado desde el centrolo del espermatozoide.

La primera divisin es mucho ms tarda en el desarrollo humano que su equivalente en los anfibios y ocurre 36 horas luego de la fertilizacin. Las divisiones en el zigoto temprano se conocen como divisiones de clivaje para diferenciarlas de las divisiones normales de la clula

DESARROLLO EMBRIONARIO SEGMENTACION: Divisiones mitticas, sin crecimiento celular. MORULA, BLASTULA

-cantidad y localizacin del vitelio-orientacin de los planos de divisin GASTRULACION: Crecimiento y aumento de tamao, reorganizacin celular HISTOGENESIS.

SEGMENTACION

GASTRULACIN El proceso de gastrulacin implica un crecimiento embrionario, por aumento de tamao.

Una reorganizacin celular que lleva a la aparicin de las capas germinales. Ahora aparecen dos capas; el endodermo y el ectodermo

Los primeros movimientos celulares de la gastrulacin son muy parecidos en todos los seres vivos pero los mecanismos de gastrulacin dependen mucho de la cantidad y disposicin del vitelio.

24.bin

En el estado de 8 clulas las clulas sufren una compactacin. No solo se condensan intmamente, adems sintetizan nuevas protenas de membrana del grupo de las cadherinas que las mantiene estrechamente unidas.

Durante el estado de 16 clulas parecen una mora, por eso se denominan MORULA del nombre en Latn.- 3 das (72 horas) despus de la fecundacin

Las clulas se dividen al mismo tiempo (divisines sincronas) - Despus las divisiones son menos coordinadas para volverse asincronas gradualmente.

BLASTOCITOEl prximo evento mas destacado es el desarrollo de una cavidad hueca llamada blastocele, Cambio significativo en las clulas embrionarias.La capa de clulas alrededor constituyen el trofoblastoCapa involucrada en la implantacin del blastocisto dentro del tero.El embrin propiamente dicho proviene de la MASA CELULAR INTERNA.

22.bin

IMPLANTACIONOcurre en el estado de blastocisto (7-10 das).

Desaparece la zona pelcida, las clulas trofoblasticas contactan la pared uterina.El blastocisto secreta enzimas que erosionan el epitelio uterino para poder implantarse. El blastocisto se rodea de vasos sanguneos maternos.La capa trofoblstica aumenta de espesor, produce prolongaciones digitiformes (vellosidades corinicas) que mas adelante se desarrollaran en placenta.

Estructuras extraembrionariasEl trofoblasto contina extendiendos para convertirse en el corin con numerosas vellosidades.

Durante la implantacin las clulas de la masa celular interna se reorganizan formando una cavidad:La cavidad amnitica rodeada por clulas epiblsticas.

El amnios aumenta de volumen para rodear completamente el embrin.Un fluido llena la cavidad amnitica actuando como tampn mecnico para el embrin.

Se establece un disco celular aplanado de donde se formara el embrin.

La capa inferior de clulas en el disco forman el HIPOBLASTO.Este migra para formar una cavidad:EL SACO VITELINO.

EL SACO VITELINO es una estructura extraembrionaria fuente de clulas sanguneas para el embrin.

El epiblasto se constituye en ECTODERMO del embrin:Formar la epidermis y el sistema nervioso central.

El hipoblasto conformara el ENDODERMO:Formara el revestimiento del canal intestinal y sus estructuras.

Los espacios entre la cavidad amnitica / trofoblasto y el saco vitelino / trofoblasto se rellenan con clulas que migran de la capa epiblastica.

Esta capa intermedia se denomina mesodermo extraembrionario.

El mesodermo embrionario se desarrolla del ectodermo por plegamiento hacia adentro y hacia abajo.

Este MESODERMO formar los musclos y los tejidos conectivos del cuerpo.

A partir del endodermo del intestino primario se forma una membrana

LA ALANTOIDES. Esta membrana en los mamferos va a formar EL CORDON UMBILICAL

EMBRIOLOGIA DE CABEZA, CARA Y CUELLO

41.bin

42.bin

EMBRIOLOGIA DE CABEZA, CARA Y CUELLOEl embrin constituido por 3 capas germinativas

formacin del pliegue rostral (cabeza).El tubo neural resulta de la formacin y fusin de los pliegues neurales

sumergindose bajo el ectodermo superficial.la porcin anterior sufre una masiva expansin (cerebro)

45.bin

EMBRIOLOGIA DE CABEZA, CARA Y CUELLOSiempre hay mesenquima entre el cerebro en desarrollo y el epitelio superficial:

- excepto en la regin de la PLACODA OLFATIVA Y ORBITARIA- fusin directa del neuroectodermo con el epitelio. Las clulas de la cresta neural se mezclan con el mesenquima

- excepto en la porcin anterior del cerebro.- razn por la cual forman la mayor parte del tejido conectivo de la cara

43.bin

ARCOS BRANQUIALES Y ESTOMODEOEl estomodeo est delimitado:

arriba por la placa neuralabajo por la placa cardiaca.la membrana bucofarngea lo separa del intestino anterior Al romperse la membrana se comunica el estomodeo con el intestino.

44.bin

A cada lado del estomodeo encontramos delimitndolo:

el primer par de arcos farngeos. Los arcos branquiales se forman en la pared farngea

como resultado de la proliferacin de la placa mesodrmica y la migracin de las clulas de la cresta neural. Aparecen 6 engrosamientos cilndricos que se expanden desde la pared lateral de la faringe

se aproximan hacia sus contrapartes en expansin desde el lado opuestoLos arcos en desarrollo separan progresivamente el estomodeo del corazn en desarrollo.

EMBRION DE 26 DIAS.

77.bin

Etapas progresivas del desarrollo de los arcos farngeos y sus estructuras derivadas durante el 2do mes in tero

75.bin

Durante la unin de los PROCESOS PALATINOS ocurre realmente una FUSION.

97.bin

98.bin

Inicialmente el ESTOMODEO esta rodeado;

arriba por la placa neural, abajo por el corazn en desarrollo y lateralmente por el 1er arco branquial. Al expandirse los arcos hacia el tercio medio, la placa

cardiaca se separa del estomodeo. El piso de la boca queda tapizado por el epitelio que reviste el 1, 2do y 3erarco branquiales. A los 24 das el 1er arco branquial establece EL PROCESO

MAXILAR.

El desarrollo de la cara se rige por la proliferacin y migracin

del ectomesenquima involucrado en la formacin de las cavidadesnasales primitivasFORMACION DE LA CARA A los 28 das PLACODAS OLFATIVASEngrosamientos localizados en el ectodermo de la PROMINENCIA FRONTALLa proliferacin del mesenquimasubyacente a las placodas EMINENCIA FRONTAL

El crecimiento de los procesos maxilares empuja los procesos nasales medios hacia la lnea media para fusionarse entre s eliminando el PROCESO FRONTONASALAl fusionarse los 2 procesos nasales medios se forma LA PREMAXILA. La regin del maxilar que aloja los incisivos anteriores, el paladar primario, y una parte del labio superiorantes separados por un surcoOcurre una fusin entre el PROCESO MAXILAR y los PROCESOS NASALES LATERALES.DUCTO NASOLACRIMAL

BIOLOGI@ DEL DESARROLLOODONTOGENESISJUAN CARLOS MUNEVAR.

H. C. Slavkin. National Institute of Dental and Craniofacial Research. U.S.A.J.A.D.A. Vol. 128, 366 - 369. Marzo 1997.

ANALOGIAS EN LA ODONTOGENESIS ENTRE LAS ESPECIES. LOS MECANISMOS DE CONTROL IMPLICADOS EN LA ODONTOGENESIS SE HAN CONSERVADO DURANTE LA EVOLUCION.

I. ORIGEN EMBRIONARIO LAS CELULAS DENTALES EPITELIALES DERIVAN DEL ECTODERMO. LOS ODONTOBLASTOS, LAS CELULAS PULPARES Y FOLICULARES POSEEN UN ORIGEN NEURAL.

M. G. CASTRO. CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY. U.S.A.Current Opinion in Cell Biology. 1999; 11. 695 - 698.

A. R. TEN CATE. Faculty of Dentistry. University of Toronto. Canada.Oral Histology. Development, Structure and Function. Fifth Edition. MosbyII. ASPECTOS MORFOLOGICOS

Histomorfolgicamente la odontognesis comienza durante las etapas iniciales del desarrollo crneo-facial.ECTOMESENQUIMA

P T SHARPE. Department of Craniofacial Development. Dental School. LondonJournal Of Dental Research. 78 (4). 826 - 834. 1998.BANDA EPITELIAL PRIMARIA: 6 - 7 semanas. LAMINA DENTAL

LAMINA VESTIBULAR

ECTOMESENQUIMA

LOS MOLARES DEFINITIVOS?

LAMINA DENTAL PROPIA. MOLARES Permanentes

PREMOLARES

LAMINA DENTAL DEL DIENTE TEMPORAL PREDECESORP T SHARPE. Department of Craniofacial Development. Dental School. LondonJournal Of Dental Research. 78 (4). 826 - 834. 1998.

LA HISTOMORFOGENESIS Y LA CITODIFERENCIACION DENTAL IMPLICAN:

J. V Ruch. Professeur de Mdecine. Strasbourg. Francia.Cell. Biol. Rev. 1987, 14. Springer International. Segregaciones

celulares Mitosis

diferenciales Fenotipos

especficos

COMUNICACIONES CELULARES:

A. Nanci. FACULTY OF DENTISTRY. MONTREAL. CANADAArchs Oral Biology. Vol 40. N 11. pp 1029- 1038. 1995.INSTRUCTIVAS

TEORIAS:

J. W. OSBORN. IN Butler P M. Development, Function & Evolution of teethNew York. Academic Press. CAMPOS

MORFOGENETICOS EVOLUCION CLONAL.

CDIGO HOMEOBOX PAUL SHARPE ( 1998)

El patrn odontognico (tipo de diente y posicin) est determinada por la expresin de varias combinaciones de estos genes Dlx1 y 2 (molares superiores) Dlx1,2,3,5,6(molares inferiores) Msx1,2,(incisivos)

http//bite-it.helsinki.fi

478.psd

DETERMINACIN DE LA FORMA Homodontos Heterodontos

Humanos: Incisiformes Canisiformes MolariformesSe da por combinacin entre ectomesnquima de la papila dental con los rganos dentales de los diferentes brotes El ectomesnquima no el desarrollo de un diente sino que adems determina su forma.

NUDOS ADAMANTINOS CARACTERISTICAS

Centros de sealizacin Clulas epiteliales en forma de racimosEl nudo de esmalte primario aparece en la fase del brote tardo, crece en tamao hasta cuando se alcanza la fase de casquete, y es ms grande y visible en la fase temprana de la campana. Primera seal es FGF_4Dan instruccin sobre el modelo de las coronas dentales, determinan la localizacin y altura de las futuras cspides dentales

NUDOS ADAMANTINOS Molculas que participan FGF 4

p21(APOPTOSIS)

BMP 2ShhBMP 4(Msx1-Msx2)BMP 7

NUDOS ADAMANTINOS

REPRESENTACION TRIDIMENSIONAL DE LA PARTICIPACION DE LA MOLCULA Shh EN LA DEFINICION DE LAS CSPIDES DENTALES

DIFERENCIACIN CELULAR Proceso muy complejo del que resultan clulas o grupos celulares con caractersticas morfofuncionales exclusivas

Lnea precursora o clulas progenitoras Modelo ambiental

Tipo de interaccin intercelular necesaria para un desarrollo ordenado y adecuado del rgano dental

. Formacin dental. Determinacin de la forma de la corona dentaria. Iniciacin de la formacin de la dentina . Anatoma de la unin dentogingival.

CONTRIBUCIN DE LA CRESTA NEURAL RESPECTO DE LA INICIACIN Y EL DESARROLLO DE LOS DIENTES1.Las clulas de la cresta neural migran dentro del primer arco y forman una banda dentro del epitelio del estomodeo

2.Dichas clulas necesitan ponerse en contacto con el epitelio dental antes de que puedan expresar su potencial dentario

3.Esas clulas inician una respuesta epitelial para formar la lmina dental mediante el cambio de orientacin del huso mitticoSealizacin que desencadena la polimerizacin del citoesqueleto durante la divisin celular

INTERACCIONES MOLECULARESInteracciones entre el epitelio oral con factores de crecimiento, tenacina, syndecan y proliferacin celular

NUMERO DE ODONTOBLASTOS /

AMELOBLASTOS POSTMITOTICOS LA ACTIVIDAD CELULAR

SECRETORA

MECANISMOS DE INDUCCION CELULAR Los grupos de molculas involucrados en el intercambio de informacin entre el epitelio del diente y ectomesnquima

FORMACION DEL PERIODONTOLos tejidos del periodonto se desarrollan al mismo tiempo que la formacin radicular y durante la erupcin del diente.FOLICULO DENTAL

FOLICULO DENTALCRESTA NEURAL

Clulas neuroepiteliales pluripotenciales

migracinArcos BranquialesPierden su fenotipo epitelial

Adquieren un fenotipo ectomesenquimatoso

diferenciacinMesencfaloTelencfaloLas fallas en la migracin celular durante el desarrollo crneo facial:Anomalas del desarrollo: Anodoncia, micrognatia.

FORMACION DEL PERIODONTOLa organogenesis del diente y los tejidos de soporte comprende 3 procesos: - Informacin posicional- Morfogenesis- Diferenciacin

Durante el desarrollo del diente,

Morfogenesis (las clulas forman un rgano) Diferenciacin (las clulas forman estructuras especficas del rgano)

Ambos procesos estn gobernadospor interacciones entre el epitelio oral y el ectomesnquima derivado de la cresta neural.

Durante el desarrollo del diente, FACTORES SOLUBLES.Las moleculas reguladoras controlan la formacin de rganos multicelulares DIENTE / PERIODONTO: POSICION CAMBIOS EN LA MORFOLOGIA CELULAR MIGRACION CELULAR EXPRESION GENETICA ESPECIFICA DE TEJIDOS.

Estos procesos celulares dependen de cambios en la expresin de genes especifcos

ESQUEMA DE LA ODONTOGENESIS

265.bin

Morfologa del desarrollo dental:

formacin de la lmina dental (E11.5)

formacin de primordios (E13.5)

Plegamiento del compartimento epitelial durante el estadio de casquete. (E14.5)

351.bin

La expresin de PAX9 identifica las regiones donde se forman dientes

352.bin

Sealizacin recproca en estadios tempranos de la odontogenesis

353.bin

MECANISMO DE ACCION MOLECULAR

GENERALIDADESLa cementogensisRoedoresPerrosHumanos

Eventos moleculares?Formacin radicularApice en desarrollo 2 poblaciones celulares

Folculo dentalZona PerifolicularCEMENTOCITODiferenciacin

CEMENTOGENESISFolculo dentalrea perifolicularLas proyectan dentro de la vaina radicular

FORMACION RADICULAR

BMP 2Campana tarda:Expresin en papila dental / preodontoblastosEstadio secretor:Expresin en odontoblastos / ameloblastosDesarrollo radicular:Expresin en odontoblastos / papila dental

Existen otros tipos de molculas que tambin intervienen en la induccin celular durante la formacin dental, las cuales ocasionan cambios moleculares en el ectodermo y en el mesnquima:

-BMPs ( II Y IV inducen expresin de los genes Msx1 y Msx2 en el mesnquima) -FGFs ( estimuladores de la proliferacin celular) -Familias WNT (Wingless type) -Shh (solo acta en el epitelio dental) -Lef-1 -Pax-9 FISIOLOGIA MOLECULAR

FACTORES DE TRANSCRIPCIONPax9:14q12-q13

- Alteraciones en este gen produce oligodoncia e hipodoncia

FACTORES DE TRANSCRIPCIONMsx1: 4p16.1

- Necesario para que BMP4 se exprese en los cambios desde epitelio a mesenquima amplificando la seal de BMP4 (Tucker et al, 98) - Funciones: Inicial Necesario para el inicio del desarrollo de incisivos Tarda En la sealizacin de la etapa de brote - Alteraciones en este gen produce Hipodoncia - Paladar hendido

GENES HOMEOBOX

477.psd

Genes Inductores/reguladoresFuncin / fenotipo mutanteGenes HomeoboxDlx1/Dlx2DE, BMP4, FGF8Ratones con doble mutacin carecen de molares sup., mutacin nica presentan dientes normales.Dlx3DesconocidaMutaciones en humanos causan taurodontismo, hipoplasia esmalte.Msx1DE, BMP4,-2, FGF2,Requerido para expresin de Bmp4, Fgf3, Dlx2, Syndecan -4,-8-,-9 y Ptc en mesenquima dental; en mutantes los dientes estn ausentes; las mutaciones sin sentido causan oligodoncia en humanos.Msx2DE, BMP4La odontogenesis en ratones con doble mutacin en Msx1/Msx2 se detiene poco despus de iniciarse.

FIN Development and general structure of periodontium. Moon IL, Cho & Philias Garant. Periodontology 2000. Vol 24. p. 9-27. 2000. Gene expression in tooth: http://bite-it.helsinki.fi.

Dr. Juan Carlos Munvar N.INSTITUTO U.I.B.O.