American Journal of NeuroradiologyPublished online before print March 18, 2010, doi: 10.3174/ajnr.A2072AJNR 2011 32: 14-19

ARTICULO DE REVISIÓN

SÍNDROMES DEL PRIMERO Y SEGUNDO ARCOS FARÍNGEOSPARTE 1: EMBRIOLOGÍA Y DEFECTOS CARACTERÍSTICOSaJ.M. Johnson a , bG. Moonis b , cG.E. Green c , dR. Carmody d  and eH.N. Burbank a

aFrom the Division of Neuroradiology (J.M.J.. H.N.B.), Department of Radiology, Fletcher Allen Health Care, Burlington, VermontbDivision of Neuroradiology (G.M.), Department of Radiology, Beth Israel Deaconess Medical Center and Mass Eye and Ear Infirmary, Harvard Medical School, Boston, MassachusettscDepartment of Pediatric Otolaryngology (G.E.G.), University of Michigan, Ann Arbor, MichigandDivision of Neuroradiology (R.C.), Department of Radiology, University of Arizona, Tucson, Arizona.

Please address correspondence to Jason M. Johnson, MD, Department of Radiology, 111 Colchester Ave, Burlington, VT 05401; e-mail: Jason.Johnson@vtmednet.org AbstractoRESUMEN: Una variedad de síndromes congénitos que afectan a la cara se producen debido a defectos que comprometen el primer y segundo AFs. Es necesaria la evaluación radiográfica de las deformidades craneofaciales para definir la anatomía aberrante, evaluar los efectos sobre el crecimiento craneofacial y, planificar los procedimientos y reconstrucciones quirúrgicas. La TC de alta resolución ha resultado vital para determinar la naturaleza y extensión de estos síndromes. La evaluación radiológica de los síndromes del primer y segundo AFs debe comenzar primero mediante el estudio de una serie de defectos aislados: la FL con o sin FP, micrognatia, y atresia CAE, que componen las características principales de estos síndromes y permitir un diagnóstico más específico. Después de la discusión de estos defectos y la embriología asociada, se procedera a analizar el SVCF, SPR, SAC, STC, el síndrome de Stickler y MHF

AbreviacionesSAC síndrome auriculo-condilar, AF arco faríngeo, FL fisura labial, FL/P fisura labial/palatina, CP fisura palatina, CAE conducto auditivo externo, MHF microsomia hemifacial, TCMD TC multidetector, SPR secuencia de Pierre-Robin, STC síndrome de Treacher-Collins, SVCF síndrome velocardiofacial.

Es necesaria la evaluación radiográfica de las deformidades craneofaciales para definir la anatomía aberrante, evaluar los efectos sobre el crecimiento craneofacial y; planificar procedimientos y reconstrucciones quirúrgicas.1 La rápida proliferación reciente de TCMD es debido, en parte, a la mayor utilidad de esta técnica de imagen multiplanar para los tejidos blandos y óseos. La definición de la fina estructura ósea de la anatomía craneofacial en las imágenes de TC no tiene comparación con otras modalidades. También se ha incrementado la necesidad de la planificación del tratamiento, junto con los avances en la evaluación de TC de alta resolución y técnicas de reconstrucción 3D.

El conocimiento de las bases genéticas de las enfermedades humanas y sus efectos sobre el desarrollo embrionario se ha expandido mucho en los últimos años. Los trastornos del primer y segundo AF se piensa que son el resultado de una combinación inadecuada de la migración y la formación inadecuada del mesénquima facial. Debido a que muchas estructuras de la cabeza y el cuello migran durante el desarrollo fetal, una comprensión del desarrollo embriológico ayuda a determinar el origen y la naturaleza de las lesiones congénitas. La familiaridad con la embriología craneofacial y sus efectos asociados sobre la anatomía resultante también conduce a una mejor comprensión de las bases fisiopatológicas de los síndromes craneofaciales. Además, ayuda a establecer un patrón de búsqueda de características radiológicas en muchas de estas anomalías.La parte 1 de esta revisión establece la embriología, la anatomía del desarrollo, los síntomas clínicos, y hallazgos imagenológicos típicos de los defectos aislados que componen algunas de las principales características de los síndromes del primer y segundo AFs. La parte 2 de esta revisión discute los síndromes y sus características radiográficas: SPR, MHF, SAC, STC, síndrome de Stickler y SVCF. Cuando sea aplicable, se da el número de trastornos de la base de datos público de la información bibliográfica acerca de los genes humanos y desordenes genéticos- the Online Mendelian Inheritance in Man (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim).

Abordajes por imagen y técnicas

La TC es la técnica de imagen de elección para el estudio de los síndromes del primer y segundo AFs. Los escáneres modernos TCMD ofrecen capacidad adicional para reconstruir los datos de huesos faciales para la evaluación específica del oído medio e interno. Recomendamos la adquisición de imágenes en el plano axial y reformateo sagital y coronal con TC de alta resolución a través del tercio medio facial en planos paralelos y perpendiculares al paladar duro. Las imágenes deben ser obtenidas axialmente con un algoritmo de hueso en un espesor de corte e intervalo de ≤ 3,0 mm. Se recomienda un grosor de sección de 1,5 mm obtenida mediante el uso de una técnica helicoidal con 50% de superposición de las secciones. El contraste intravenoso se puede administrar en la planificación quirúrgica para evaluar el curso aberrante de la arteria carótida interna, pero normalmente no es necesario. La reconstrucción 3D a menudo permite una apreciación unificada de los defectos, lo que puede ayudar en la detección de anomalías y formulación de diagnósticos diferenciales. La compleja interrelación de las malformaciones observadas en síndromes craneofaciales, a menudo no se transmite en los reformateos planares axial y no axial. La imagen 3D proporciona a los médicos, radiólogos y, los pacientes una rápida visión general fácil de entender de las estructuras craneofaciales. Estas representaciones 3D también se pueden utilizar para la formación de un modelo de tamaño natural que se puede utilizar en la planificación quirúrgica.

Embriología del primer y segundo AFs y estructuras asociadas

El desarrollo de las estructuras craneofaciales es un proceso complejo que procede de una manera ordenada de todas las etapas embrionarias y fetales en formación. El crecimiento craneofacial se produce debido a una composición relativamente rápida y ordenada de células de la cresta neural craneal y mesodermal a través de una red de señalización compleja. Los síndromes del primer y segundo AF se manifiestan a lo

largo de un espectro de hipoplasias y aplasias de las estructuras que componen estos arcos. Algunas diferencias derivadas de anormalidades del primer y segundo AF pueden reflejar diferencias en la edad embriológica en el momento de la lesión con respecto a la migración de células de la cresta neural. Otros cambios están relacionados con la disregulación de las vías de señalización celular desencadenados por una combinación de factores genéticos y ambientales.2 La manifestación y la severidad de la anormalidad congénita dependen de la alteración de perfiles de expresión génica.2,3 La naturaleza pluripotente de las células que migran de forma sincrónica se cree que, al menos en parte, explica la aparición y el patrón de anomalías mesenquimales y epiteliales observadas con defectos sindrómicas de los AF. Los múltiples síndromes craneofaciales han demostrado que el resultado de la anormalidad es la cantidad o calidad de la migración de células de la cresta neural (es decir, STC y SVCF).4,5

Las 3 capas germinativas primarias, ectodermo, mesodermo y endodermo, forman el disco germinativo trilaminar embrionario y son la base de toda la formación de tejidos y órganos. La placa precordal en el extremo craneal y la placa cloacal en el extremo caudal caracterizan los polos embrionarios del disco germinativo, que se forman debido a las zonas opuestas de mesodermo escaso (Fig. 1). La placa precordal está formado por el hundimiento hacia el interior de la membrana orofaríngea. Esto crea una depresión central para una estructura central clave en la formación de la cara, el estomodeo. La prominencia frontal se desarrolla superior al estomodeo durante la 4ª semana postovulatoria y da lugar a las porciones superior y medio de la cara, que comprende el área entre el labio superior y la frente.6,7 Las prominencias maxilares y nasales se forman debajo de la prominencia frontal. Sincrónicamente con la formación de la prominencia nasofrontal, hay formación de 6 arcos mesodérmicos que están separados el uno del otro externamente por hendiduras branquiales ectodérmicas (surcos) e internamente por bolsas faríngeas endodérmicas (figura 2).8

Figura 1. Aspecto dorsal del disco germinativo en un embrión de aproximadamente 15 días.

Figura 2. Vista frontal de un embrión de aproximadamente 30 días que muestra las posiciones del estomodeo con relación a la prominencia nasal medial y lateral y las prominencias maxilares y mandibulares.

Aunque el desarrollo de los arcos faríngeos, hendiduras y las bolsas se asemeja a la formación de agallas en los peces y los anfibios, en el embrión humano, nunca se forman branquias reales (branchia). El término faringe se ha sugerido como alternativa para su uso en el embrión humano; sin embargo, el término "branquial" sigue siendo el término más común y por lo tanto se sigue usando.9 Los AFs tienen un impacto significativo en la apariencia externa de los vertebrados. Originalmente, consisten en bloques de tejido mesenquimatoso dividido por las hendiduras branquiales. Al final de la 4ª semana de gestación, 4 pares bien definidos de AFs contribuyen a la apariencia externa, característica del embrión humano.7,10

La prominencia mandibular del primer arco se encuentra caudal al estomodeo. La prominencia maxilar representa la parte dorsal del primer AF y se encuentra lateral al estomodeo y la prominencia frontonasal. El mesénquima del proceso maxilar da lugar al maxilar, hueso cigomático, y una parte del hueso temporal a través de la osificación membranosa. La mandíbula también se forma por la osificación membranosa de tejido mesenquimatoso que rodea el cartílago de Meckel, el componente mesenquimal cartilaginoso del primer AF. El primer AF, además, da lugar a los músculos de la masticación, la crus corta y cuerpo del yunque y la cabeza del martillo, partes de la aurícula, los dos tercios anteriores de la lengua, y la rama mandibular del nervio trigémino.El segundo arco o hioideo se agranda y crece de modo que para la 6ª semana, se superponen y cubren el tercero, cuarto y sexto arcos. El cartílago de Reichart es la contribución mesenquimal del segundo arco que forma el ligamento estiloides; el manubrio del martillo; el proceso largo del yunque; la cabeza, el cuello y la crura del estribo; y las porciones del cuerpo y el asta menor del hueso hioides. El segundo arco también contribuye a los músculos de la expresión facial, el estribo, el estilohioídeo, y el

vientre posterior del músculo digástrico. Estos músculos están inervados por el nervio facial, a pesar de que migran hacia el territorio del primer AF.10-13

La segregación de células de la cresta neural específica es crítica para evitar fusiones de los elementos ectodérmales y mesenquimales y también para evitar la mezcla de las células de la cresta neural con diferentes constituciones genéticas.3 Este aislamiento migracional conduce cada arco faríngeo en constituirse en un núcleo de tejido mesenquimal específica cubierto en el exterior por ectodermo de superficie y en el interior por el epitelio de origen endodérmico. El núcleo de cada arco comprende células de la cresta neural que migran a lo largo de los AF, ayudando a formar el componente característico muscular, nervio craneal y arterial de cada arco (Tabla 1).7,10,14,15

Localización Surco Arco Nervio Bolsa

Primer

Conducto auditivo externo

Mandíbula, músculos de la masticación, milohioideo y vientre anterior del digástrico, martillo y yunque, V nervio craneal,

Nervio trigémino (V2 y V3)

Trompa de Eustaquio, cavidad timpánica y celdillas aéreas mastoideas

Segundo

Seno cervical o de His

Músculos de la expresión facial, estilohioideo y vientre posterior del digástrico, parte superior del cuerpo y astas menores del hioides, estribo, apófisis estiloides del temporal, VII y VIII nervio craneal, Nervio facial (VII) Amígdala palatina

Tercero

Seno cervical o de His

Musculo constrictor superior, arteria carótida interna, parte inferior del cuerpo y astas mayores del hioides, IX nervio craneal

Nervio glosofaríngeo (IX)

Paratiroides inferior, timo, fosa piriforme

Cuarto

Seno cervical o de His

Cartílagos tiroides y cuneiformes, arco aórtico y arteria subclavia derecha, parte de los músculos de la laringe, X nervio craneal

Nervio vago (X), nervio laríngeo superior

Paratiroides superior, ápex del seno piriforme

Quinto y Sexto Ninguno

Porciones musculares y esqueleto laríngeo, musculo constrictor inferior de la faringe, XI nervio craneal

Nervio vago (X), nervio laríngeo recurrente

Células parafoliculares ″C″ de la glándula tiroides

Tabla 1. Derivados de los AFs

El filtro y el paladar primario, estructuras anteriores al agujero incisivo, comienzan a formarse en aproximadamente 5 semanas de edad gestacional por la coalición, el crecimiento y la diferenciación del proceso frontonasal y la fusión de los 2 prominencias nasales mediales. La fusión de las prominencias nasales mediales da lugar al segmento intermaxilar del proceso frontonasal. Esta estructura es el origen del filtro y la porción del maxilar superior de la que surgen los incisivos. Durante la 5ª y 6ª semana de gestación, el crecimiento medial de las prominencias maxilares resulta en la fusión de la prominencia nasal medial y las prominencias maxilares. Esto conduce a la formación del labio superior y el alveolo anterior (Fig. 3). El tipo más común de labio fisurado resulta del fracaso de los maxilares para fusionarse con el proceso intermaxilar.7,16-18

Figura 3. Ilustración ventral del paladar, agujero incisivo, encías, labios y nariz.

La formación del paladar secundario es paralela a la del paladar primario. El paladar secundario, la parte posterior del agujero incisivo, se forma a través de la fusión de excrecencias pareadas de las prominencias maxilares, y las prolongaciones laterales de los palatinos. Las prolongaciones laterales de los palatinos aparecen durante la 6ª semana de desarrollo como proyecciones verticales en la cavidad oral, en dirección inferomedial, a cado lado de la lengua. En la 7ª semana del desarrollo gestacional, las prolongaciones laterales de los palatinos se elevan a una orientación horizontal y se fusionan, cerrando el paladar secundario. La fusión comienza, anteriormente al agujero incisivo y procede posteriormente a la terminación alrededor de la 12ª semana de gestación. El fallo del cierre completo de este proceso o de la elevación completa de las prolongaciones laterales de los palatinos conduce a la FP. La lengua no participa directamente en el cierre del paladar; Sin embargo, la alteración en su posición de la lengua o de la función puede bloquear mecánicamente la fusión de los procesos palatinos, como se ve en el SPR, y puede ocurrir en casos de micrognatia y síndromes severos asociados con un mal control neuromuscular (Ej. trisomía 21).19-22

Defectos aislados

La evaluación radiológica de los síndromes del primer y segundo AF debe comenzar con el estudio de una serie de defectos aislados que componen algunas de las principales características de estos síndromes y permiten un diagnóstico más específico.

Fisura facial

La fisura facial, FL con o sin FP, es una malformación congénita frecuente, representando el 13% de todas las anomalías congénitas, sólo superada por el pie zambo como la más frecuente e importante anomalía presente al nacimiento.23 Es la malformación craneofacial congénita más común.24 La prevalencia de promedios FL/P es de aproximadamente 1 en 700, con variaciones entre las razas y género.25 Aunque en muchos neonatos, la FL/P es aislada, 29% puede estar asociada con un trastorno subyacente.26,27 La FL/P está asociada con > 300 síndromes incluyendo ACS, TCS, PRS, síndrome de Goldenhar, síndrome de Stickler y VCFS.16,27,28

La fisura facial tiene un gran impacto clínico, requiriendo manejo por cirugía, odontología, ortodoncia, el habla, la audición y psicológico durante toda la infancia. La etiología de la FL/P es mayormente desconocida, pero los factores genéticos y ambientales juegan un rol.29 Existe una marcado variabilidad racial y geográfica, con una mayor prevalencia entre los nativos americanos (3,6 por 1.000) y una menor frecuencia en los afroamericanos (0,5 por 1.000). La FL/P es etiológicamente distinta a PF aislado. Los familiares de primer grado de pacientes con FL/P tienen una mayor incidencia de FL/P, pero no de FP aislada. Los familiares de los pacientes con FP aislada tienen una mayor frecuencia de FP, pero no de FL/P.30

La falta de fusión entre cualquiera de las estructuras faciales (por ejemplo, la falla de los procesos maxilares para fusionarse con el proceso intermaxilar conduce a la fisura intermaxilar; (véase la discusión anterior) resulta en una fisura, que puede ser unilateral o bilateral. La fisura del labio y paladar se ve a lo largo de un espectro, que se extiende desde las discontinuidades ocultas dentro del músculo orbicular de los labios, que pueden ser detectados mediante el uso de la ecografía posnatal de alta resolución22

hasta grietas groseramente visibles que involucran piel, músculo y hueso.La evaluación radiológica de la fisura facial debe centrarse en la búsqueda de defectos primarios de los labios y el paladar y luego proceder de manera sistemática a los defectos asociados (Fig. 4). La ecografía se puede utilizar para identificar fisura prenatalmente en el labio y el paladar primario (cresta alveolar anterior). La identificación prenatal de una fisura en el paladar secundario o un paladar fisurado aislado es difícil y prácticamente imposible con equipos muy antiguos. Por lo tanto, el papel de la evaluación cuidadosa clínica postnatal sigue siendo vital. La evaluación computarizada de la fisura facial suele reservarse para los casos complejos y los que tienen defectos o complicaciones fuera del labio y paladar.

Figura 4. A, Mujer de 44 años de edad con parálisis cerebral. Reconstrucción ósea 3D muestra una fisura ósea (flecha) que se extiende desde el lado izquierdo de una abertura piriforme asimétricamente ampliada a la superficie alveolar. B, TC axial muestra una fisura ósea (flecha) entre los incisivos superiores centrales y laterales izquierdos. C, TC coronal muestra la extensión de la fisura ósea (flecha) para comprometer al paladar primario.

Atresia auricular

La atresia auricular ocurre a lo largo de un espectro de una oreja malformada aislada, hasta la forma mas extrema, la ausencia del CAE con defectos severos en el oído externo, medio e interno. Estos casos graves de atresia del CAE se asocian a veces con una placa ósea que reemplaza el anillo timpánico y forma la pared lateral de la

cavidad displasica del oído medio. Debido al origen embriológico común, las anomalías del CAE se asocian a menudo con anormalidades del oído externo y medio. Los defectos del oído medio pueden ser sutiles o graves e incluir ausencia o mal desarrollo de cualquiera de los osículos, con la alteración de otras estructuras de origen embriológico común (tales como el curso del nervio facial) (Fig. 5).12,31-33

Figura 5. Atresia auricular en diferentes grados de severidad. TC axial en una mujer de 64 años de edad con atresia del CAE no sindrómica muestra marcado estrechamiento del CAE óseo (flecha). B, TC axial de una niña de 9 años de edad, muestra atresia grave con una placa ósea lateral (flecha). La cavidad del oído medio es pequeña y displásica (punta de flecha). También hay microtia ipsilateral. C, TC axial en un niño de 3 años de edad con síndrome de Goldenhar, muestra atresia ósea completa del CAE derecho. D, TC axial en un niño de 6 años de edad con atresia auricular unilateral con la fusión asociada de cadena de huesecillos (flecha) y microtia (no se muestra).

Jahrsdoerfer et al34 describe una escala de calificación de 10 puntos para la selección de candidatos para la cirugía mediante la comparación de los hallazgos con la TC de alta resolución con los resultados de audición posquirúrgicas. Usando 9 criterios reproducibles, calcula una puntuación para predecir la mejora postoperatoria del umbral de la recepción-habla (Tabla 2). Los criterios incluyen la evaluación del estribo, ventana oval, ventana redonda, espacio del oído medio, neumatización mastoidea, curso del nervio facial, complejo martillo-yunque y la articulación yunque-estribo. Se da un punto para cada elemento con una apariencia normal o ligeramente displásica. El estribo es una excepción, en los que se dan 2 puntos cuando está presente. El punto final se

basa en el aspecto clínico de un pabellón auricular bastante desarrollado. Los pacientes con ≥ 6 puntos en el sistema de clasificación se consideran posibles candidatos para la reconstrucción quirúrgica. Este método ha demostrado utilidad clínica y también proporciona un sistema de evaluación útil para el radiólogo y el otorrinolaringólogo. El uso adecuado de esta escala de calificación se basa en la disponibilidad de TC de alta calidad y radiólogos con un conocimiento detallado de la anatomía relevante.

Tabla 2. Sistema de Jahrsdoerfer et al. para la evaluación preoperatoria de la atresia aural y estenosis según la evaluación mediante TC de alta resolución del hueso temporal

ParámetroPuntos Score Candidato

Estribo presente 2 10 ExcelenteVentana ovalada 1 9 Muy buenoVentana redonda 1 8 BuenoEspacio del oído medio 1 7 RegularNeumatización del mastoides 1 6 BorderlineCurso del nervio facial 1 ≤5 PobreComplejo martillo-yunque 1Articulación yunque-estribo 1Apariencia del pabellón auricular 1

El porcentaje de cirugías exitosas corresponde aproximadamente con la escala de clasificación (es decir, la puntuación de 8 es igual aproximadamente el 80% de probabilidad de la audición postoperatoria en niveles normales o casi normales). Adaptado de Jahrsdoerfer et al, 1992.34

Micrognatia

La micrognatia es una anormalidad facial encontrada con frecuencia en la que la mandíbula es hipoplásica. La micrognatia se asocia en gran medida con síndromes craneofaciales; sin embargo, se observan casos no-sindromicos. Un estudio realizado por Singh y Bartlett36 mostró que de 266 pacientes con micrognatia, solamente 18 tenían micrognatia congénita sin un síndrome identificado. La micrognatia puede ir acompañada de todo el espectro de la SPR (micrognatia, paladar fisurado y macroglosia relativa) y es también una característica dominante en SAC, MHF, STC, y el síndrome de Stickler. También puede ser visto de forma variable en SVCF.17

Las formas más leves de micrognatia son comunes en los niños y por lo general se resuelven con el crecimiento de la mandíbula. La evaluación radiológica de la micrognatia debe centrarse en el grado de hipoplasia mandibular, la articulación temporomandibular, el cóndilo y las apófisis coronoides. También hay que buscar las anormalidades asociadas a menudo del pabellón auricular, maxilar y paladar. La micrognatia se asocia típicamente con maloclusión (alineación anormal de los dientes), que puede requerir tratamientos de ortodoncia y/o extracción de dientes. La evaluación preoperatoria con TC es importante para la planificación quirúrgica y la evaluación postoperatoria de la mejora (figura 6).

Figura. 6. Un niño de 6 años de edad con micrognatia sindrómico. A-C, reconstrucciones óseas 3D muestran hipoplasia mandibular y las articulaciones temporomandibulares anormales, cóndilos, y las apófisis coronoides. D, Imagen axial computarizada muestra micrognatia graves y maloclusión.

En los síndromes relacionados con micrognatia, las anomalías oromandibulares a menudo requieren intervención médica más intensiva. En casos graves de hipoplasia mandibular, la glosoptosis puede conducir a la obstrucción de las vías respiratorias superiores, con una mortalidad de hasta el 30%, debido a los efectos combinados de la malnutrición, obstrucción de las vías respiratorias, y falta de crecimiento.37,38 La anestesia general puede ser problemática debido a problemas con la intubación. La glosoptosis también se asocia con ronquidos, apnea, y trastornos del sueño. En los casos menos graves, la maloclusión puede dar lugar a anomalías de la masticación que requieren tratamiento de ortodoncia o cirugía ortognática. La terapia del lenguaje también puede ser necesaria para tratar los defectos de articulación que se pueden observar en algunos pacientes. La microsomía y la excursión mandibular limitada, pueden producir dificultad con los exámenes intraorales y tratamientos que requieren la manipulación intraoral.

Conclusiones

El primer y segundo AFs son el origen embriológico de muchas de las estructuras de la cara. Una amplia variedad de condiciones congénitas puede surgir de sus contenidos. El conocimiento de la formación anatómica de esta región es importante en la

comprensión de anormalidades en el desarrollo, que a su vez ayuda en la formulación de diagnósticos precisos y consideraciones de diagnóstico diferencial.

Agradecimientos

Damos gracias a Michael Cunningham, MD, PhD, por su ayuda con la preparación del manuscrito.

Referencias:

http://www.ajnr.org/content/32/1/14.full