Resumen de Biología del Desarrollo - Anatomía & Fisiología
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Embrión, hablando de los mamíferos, se refiere al período que transcurre desde la fecundación al nacimiento. Biología del desarrollo o embriología es el estudio del embrión y su transformación desde un ser unicelular a un organismo multicelular, multisistémico, que en algunos casos está preparado para funcionar de manera autónoma al nacer. La biología del desarrollo es importante para los veterinarios a la hora de conocer por qué los órganos y sistemas son como son, y también para entender las enfermedades genéticas y en la aplicación de terapias basadas en células madre para tratar tejidos deteriorados o perdidos.
Quizá, en gran medida, los animales siguen el mismo “plan de desarrollo” (hasta los últimos estadíos es difícil diferenciar un embrión humano del de un pollo). Esto sugiere un programa evolutivo del desarrollo celular.
La embriogénesis está dirigida por tres procesos celulares:
- Cell division and growth
- Fertilisation produces a unicellular zygote which undergoes a series of mitotic divisions to eventually become a multicellular organism known as a blastocyst. Mitosis produces (i) growth by hyperplasia (ii) an increased number of cells for greater diversity of function, and thus more a complex organism. The first differentiation of cells creates trophoblasts that contain molecules that adhere to the endometrium during implantation. The extent of cellular growth and division and the timing of implantation varies between species.
- Cell differentiation
- As embryogenesis progresses, cells become specialised in structure and function. Regulation of gene expression allows different proteins to be expressed in some cells, allowing tissue differentiation even though all cells contain the same DNA. At the blastomere stage (16 cells) cells are totipotent, meaning they have the capacity to form every adult cell type. As the embryo progresses and enters gastrulation cells become pluripotent, meaning they can form several but not all cell types. Gastrulation is the process of forming the three germ layers; ectoderm, mesoderm and endoderm. Eventually, most cells terminally differentiate and can no longer form any other cell type.
- Morphogenesis
- During embryogenesis two cell types exist; mesenchymal and epithelial. Mesenchymal cells are single cells or loosely linked to other cells and irregularly shaped. Epithelial cells are tightly attached to each other or a membrane and have a regular shape (cuboidal or columnar).
1. División y crecimiento celular La Fecundación produce un zigoto unicelular que sufre una serie de divisiones mitóticas para finalmente convertirse en un organismo multicelular conocido como blastocisto. La mitosis produce (I) Crecimiento por hiperplasia y (II) Un número mayor de células para una mayor diversidad de funciones y un organismo más complejo. La primera diferenciación celular da lugar al trofoblasto, que contiene moléculas que se adhieren al endometrio durante la implantación . El grado de crecimiento celular y la división y tiempo de implantación varían entre las especies 2. Diferenciación celular A medida que avanza la embriogénesis, las células comienzan a especializarse en estructura y función. La regulación de la expresión génica permite que se expresen diferentes proteínas en determinadas células, dando así una diferenciación de tejidos aunque todas las células contengan el mismo ADN. En el estadio de blastómero (16 células) las células son totipotentes, tienen la capacidad de diferenciarse a cualquier tipo celular. Cuando el embrión sufre la gastrulación, las células pasan a ser multipotentes, pueden difrenciarse a distintos tipos pero no a todos. La gastrulación es el proceso de formación de las tres capas germinales: Ectodermo, Mesodermo y Endodermo. Finalmente, la mayoría de las células terminan diferenciándose y no pueden volver a formar otro tipo celular. 3. Morfogénesis Durante la embriogénesis existen dos tipos de células: Mesenquimatosas y Epiteliales. Las células mesenuimatosas son células individuales o vagamente unidas a otras y tienen forma irregular. Las epiteliales están íntimamente unidas unas a otras y tienen una forma regular (cúbica o cilíndrica)
Desarrollo de Estructuras Anatómicas
El sistema nervioso se desarrolla a partir del ectodermo en la parte anterior del embrión, comenzando con la formación de la placa neural. Parte del ectodermo da lugar la epidermis en respuesta a factores señalizadores del resto del embrión; la formación del ectodermo neural es la ruta por defecto. La placa neural evoluciona en tubo neural, que es el precursor del encéfalo y la médula espinal.
En la parte anterior del embrión de los vertebrados, comienza la formación de bloques de células llamados somitos. Los somitos son estructuras transitorias que darán lugar a las vértebras y costillas, la dermis del dorso y los músculos esqueléticos del torso, espalda y extremidades, se originan a partir de una subsección del mesodermo llamado mesodermo paraxial.
El mesodermo también da origen al sistema urinario y algunas partes del aparato reproductor, que se desarrollan a partir del mesodermo intermedio. El desarrollo del aparato reproductor femenino o masculino depende del sexo genético del embrión.
A partir del mesodermo de la placa lateral se diferencian el corazón, el sistema circulatorio, sistema linfático, extremidades y el tejido muscular liso que rodea el canal alimentario o sistema digestivo.
The formation of bone, or osteogénesis has several different origins - the skull develops at the junction of the neural plate and the epidermis, the limb skeleton develops from lateral plate mesoderm, and the axial skeleton develops from paraxial mesoderm. Both bones and cartilage continue to develop into several well differentiated types specific to their anatomical position and function.
The endoderm will form the lining of the alimentary canal and the glandular structures that develop within it. Endoderm also develops into other digestive organs such as the pancreas; it also gives rise to non digestive structures such as the thyroid gland which is formed from a downgrowth of the pharyngeal endoderm of the developing tongue. Initially, the alimentary canal is supended within two compartments; further development alters this arrangement so that a single cavidad peritoneal is formed.
La formación de los huesos u osteogénesis tiene diferentes orígenes. El cráneo se desarrolla de la unión de la placa neural y la epidermis. El esqueleto de las extremidades deriva del mesodermo paraxial. Tanto los huesos como los cartílagos continúan su desarrollo en tipos muy distintos específicos de su función y posición
El endodermo formará el revestimiento del canal alimentario y las estructuras glandulares que se desarrollarán en su interior. El endodermo da lugar a otros órganos digestivos como el páncreas, y también es origen de estructuras no digestivas como la glándula tiroides, que está formada por una invaginación de ectodermo faríngeo de la lengua en desarrollo. Inicialmente, el canal alimentario está suspendido en dos compartimentos. El desarrollo altera esta disposición de forma que queda una única cavidad peritoneal
Desarrollo de Estructuras Especializadas
Alimentarias
Reproductora
Integumento
Endocrinas
Linfáticas
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Referencias
- Scott F. Gilbert Developmental Biology, 6th edition
- T.A.McGeady, P.J. Quinn, E.S.Fitzpatrick, M.T.Ryan Veterinary Embryology