Anatomía - Grado en Ingeniería Biomédica - UAM PDF

ANATOMÍA GRADO EN INGENIERÍA BIOMÉDICA PRIMER CURSO – PRIMER CUATRIMESTRE CURSO 2020/2021 - UAM  ÍNDICE CLASES TEÓRICAS 1. Introducción a la asignatura 2. Técnicas y laboratorios de anatomía macr...

ANATOMÍA GRADO EN INGENIERÍA BIOMÉDICA PRIMER CURSO – PRIMER CUATRIMESTRE CURSO 2020/2021 - UAM  ÍNDICE CLASES TEÓRICAS 1. Introducción a la asignatura 2. Técnicas y laboratorios de anatomía macroscópica. 3. Técnicas y laboratorios de histología I 4. Técnicas y laboratorios de histología II 5. Embriología general I 6. Embriología general II 7. Aparato locomotor I 8. Aparato locomotor II 9. Aparato locomotor III 10. Aparato locomotor IV 11. Sistema tegumentario 12. Órganos de los sentidos 13. Sistema nervioso I 14. Sistema nervioso II 15. Sistema nervioso III 16. Sistema nervioso IV 17. Sistema cardiovascular I 18. Sistema cardiovascular II 19. La sangre. Sistema inmunológico. Sistema linfático. 20. Sistema respiratorio I 21. Sistema respiratorio II 22. Aparato digestivo I 23. Aparato digestivo II 24. Aparato digestivo III 25. Sistema urinario I 26. Sistema urinario II 27. Sistema endocrino. Glándula mamaria. 28. Aparato reproductor I 29. Aparato reproductor II SEMINARIOS 1. Seminario 1 2. Seminario 2 3. Seminario 3 4. Seminario 4 CLASES TEÓRICAS  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA NIVELES DE ESPECIALIZACIÓN DE LOS ORGANISMOS VIVOS: CÉLULAS, TEJIDOS, ÓRGANOS Y SISTEMAS. TERMINOLOGÍA ANATÓMICA. ⊳ NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL EN EL CUERPO HUMANO 1. Nivel químico: átomos → moléculas simples → macromoléculas 2. Nivel celular 3. Nivel tisular (tejidos) 4. Nivel de órganos 5. Nivel de sistemas y aparatos 6. Nivel de organismo ⊳ TIPOS DE MACROMOLÉCULAS DE LOS SERES VIVOS ⋆ Glúcidos o carbohidratos (azúcares) ‑ Almacenan energía. ‑ Forman parte de algunas membranas celulares (función estructural). ⋆ Lípidos (grasas) ‑ Almacenen energía. ‑ Son el constituyente principal de las membranas celulares. ⋆ Proteínas (estructurales y enzimáticas) ‑ Principales responsables de la estructura (citoesqueleto) y función (metabolismo) de la célula. ‑ Hay unas 100.000 proteínas. ⋆ Ácidos ‑ Distinguimos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). ‑ Codifican la información genética de la célula en unos 20.000 genes. → Todas las células de un mismo individuo tienen el mismo ADN y, por tanto, los mismos genes. → El fenotipo de una célula (neurona, hepatocito, queratinocito, linfocito…) depende de las proteínas que se sintetizan a partir de los genes que se expresan en su ADN.  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ⊳ TIPOS DE CÉLULAS ⇨ LA TEORÍA CELULAR: 1. Las células son la mínima unidad anatómica de los seres vivos. 2. Las reacciones químicas de los seres vivos ocurren dentro de la célula o el medio extracelular por factores segregados por las células. 3. Toda célula viene de las división celular de una célula previa. 4. Las enfermedades de los organismos se deben a que sus células enferman. ⇨ TIPOS DE CÉLULAS EN UN INDIVIDUO ADULTO ⋆ Células germinales o gametos ‑ Son ovocitos o espermatozoides ‑ Son haploides (n) 1 solo juego cromosómico → 23 cromosomas ⋆ Células somáticas (del cuerpo) son diploides (2n) 2 juegos cromosómicos → 46 cromosomas ⌁ Células diferenciadas del adulto ‑ Muy diferenciadas estructural y químicamente. ‑ Especializadas para realizar su función. ‑ No pueden regresar al estado embriológico. ‑ No pueden proliferar. ⌁ Células troncales del adulto ‑ Indiferenciadas, pero específicas para cada tejido. ‑ No participan en las funciones del tejido. ‑ Conservan algunas características embriológicas. ‑ Pueden proliferar (regeneración del tejido). ⊳ TIPOS DE TEJIDOS ⋆ Tejidos epiteliales ‑ Recubren superficies (externas o internas) y forman glándulas de secreción (como glándulas salivales). ‑ Carecen de vasos sanguíneos. ‑ Células epiteliales unidas estrechamente sobre una membraba basal (la membrana basal está entre el tejido epitelial y el tejido conjuntivo). ⋆ Tejidos conjuntivos / conectivos ‑Conectan las partes del organismo. Protege y sostiene el cuerpo y sus órganos. ‑Suele tener vasos sanguíneos. ‑Las células están separadas unas de otras por una matriz extracelular. ‑La matriz puede ser: Dura (de sostén), como en el hueso. Líquida, como en la sangre. Dureza y densidad intermedias, como cartílagos y tejidos conjuntivos fibrosos. ⋆ Tejidos musculares ‑ Movimiento por contracción y relajación. Permite el movimiento, produce calor, protege. ‑ Las células musculares se llaman fibras musculares o miocitos. Son células excitables. ‑ Tipos: Músculo estriado esquelético Músculo estriado cardiaco Músculo liso visceral (de las vísceras) ⋆ Tejido nervioso ‑ Coordinación. ‑ Células excitables y capaces de excitar a otras → sensibilidad a diversos tipos de estímulos. ‑ Compuesto sobre todo por neuronas (células nerviosas). Las neuronas responden a estímulos y los convierten en señales eléctricas. Conducen los impulsos nerviosos hasta otras células. ⊳ TIPOS DE ÓRGANOS Los órganos están compuestos de varios tejidos que operan juntos para realizar una función específica. ↝ Parénquima: tejido primario del órgano. ↝ Estroma-mesénquima: tejidos de soporte del órgano.  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ⊳ LOS 11 SISTEMAS Y APARATOS DEL CUERPO HUMANO SISTEMA/APARATO COMPONENTES FUNCIONES - Sostiene y protege el cuerpo. Huesos y articulaciones del cuerpo, y sus - Provee superficies para inserción de los 1. SISTEMA cartílagos asociados. músculos. ESQUELÉTICO - Coopera en movimientos del cuerpo. - Almacena minerales y grasas. - Participa en movimientos del cuerpo, como 2. SISTEMA Tejido muscular esquelético. El músculo caminar. MUSCULAR se inserta usualmente en huesos. - Mantiene la postura. - Produce calor. - Protege el cuerpo. - Ayuda a regular la temperatura corporal. Piel y estructuras asociadas como pelo, - Elimina desechos. 3. SISTEMA uñas, glándulas sudoríparas y glándulas - Ayuda a sintetizar vitamina D. TEGUMENTARIO sebáceas. - Detecta sensaciones como dolor, calor, frío… - Almacena grasa. - Provee aislamiento. - Genera impulsos nerviosos para regular Encéfalo, médula espinal, nervios, y actividad corporal. 4. SISTEMA órganos especiales de los sentidos como - Detecta alteraciones en el medio y responde NERVIOSO ojos y oídos. causando contracciones musculares o secreciones glandulares. - Regula actividades corporales liberando 5. SISTEMA Glándulas y células productoras de hormonas, que son mensajeros químicos ENDOCRINO hormonas. transportados por la sangre desde la glándula endocrina al órgano diana. - Regresa a la sangre proteínas y líquidos. Linfa y vasos linfáticos. 6. SISTEMA - Transporta lípidos desde el tubo digestivo a la Bazo, timo, ganglios linfáticos y LINFÁTICO E sangre. amígdalas. Células que transportan INMUNITARIO - Contiene sitios para maduración y repuestas inmunes como linfocitos. proliferación de linfocitos. - El corazón bombea sangre a los vasos. 7. APARATO - La sangre transporta O2 y nutrientes a las Sangre, corazón y vasos sanguíneos. CARDIOVASCULAR células, y CO2 y desechos desde las células. Ayuda a regular eq. ácido-base, temperatura… - Transfiere el O2 del aire inhalado a la sangre y 8. APARATO Pulmones y vías conductoras del aire a CO2 de la sangre al aire que se exhala. RESPIRATORIO los pulmones y desde los órganos, como - Ayuda a regular equilibrio ácido-base. faringe, laringe, tráquea, bronquios - El aire que fluye desde los pulmones a través de las cuerdas vocales produce sonidos. Órganos del tubo digestivo (boca, faringe, - Absorbe nutrientes. esófago, estómago, intestino delgado y 9. APARATO - Produce la degradación física y química de los grueso, ano) y órganos que cooperan en DIGESTIVO alimentos. procesos digestivos (glándulas salivales, - Elimina los desechos sólidos hígado, vesícula biliar, páncreas). - Produce, almacena y elimina orina. - Elimina desechos y regula volumen y 10. APARATO composición química de la sangre. URINARIO Riñones, uréteres, vejiga y uretra - Mantiene eq. mineral y ácido-base de la sangre. - Ayuda a regular la producción de glóbulos rojos. Gónadas: Testículos (varones) y ovarios - Las gónadas producen gametos que se unen (mujeres) para formar un nuevo organismo. 11. APARATOS Órganos. Varones: epidídimo, conducto - Gónadas sintetizan hormonas que regulan REPRODUCTORES deferente, vesículas seminales, próstata, reproducción y otros procesos corporales. pene. Mujeres: oviductos, útero, vagina, - Órganos asociados transportan gametos. glándulas mamarias. - Glándulas mamarias producen leche. CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ⊳ TERMINOLOGÍA ANATÓMICA ⇨ POSICIONES DEL CUERPO En la posición anatómica, el sujeto está erguido frente al observador, con la cabeza nivelada y los ojos mirando hacia adelante. Los miembros inferiores están paralelos con los pies apoyados en el piso y dirigidos hacu adelante. Los miembros superiores se hallan a los lados del cuerpo con las palmas hacia adelante. ⇨ PLANOS QUE PASAN A TRAVÉS DEL CUEPRO HUMANO ⋆ Plano frontal: Divide el cuerpo o un órgano en sus posiciones anterior (frontal) y posterior (dorsal). ⋆ Plano transversal: Divide el cuerpo o un órgano en sus posiciones superior e inferior. ⋆ Plano sagital: Línea vertical que divide el cuerpo o un órgano en lados derecho e izquierdo. ⌁ Plano mediosagital: Divide el cuerpo a través de la línea media (en partes iguales). ⌁ Plano parasagital: Divide el cuerpo en partes desiguales. ⋆ Plano oblicuo: Pasa a través del cuerpo o un órgano y forma un ángulo oblicuo (que no es de 90º). Los planos frontal, sagital y oblicuo dividen el cuerpo de forma específica. Los planos dividen el cuerpo de varias maneras para producir CORTES.  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ⇨ TÉRMINOS DIRECCIONALES (son relativos) Los términos direccionales localizan con precisión diversas partes del cuerpo respecto de otras. ↝ Superior o craneal: en dirección a la cabeza o a la parte superior del cuerpo. El corazón es superior con relación al hígado. ↝ Inferior o caudal: alejado de la cabeza o de la parte inferior de una estructura. ↝ Anterior: cerca del frente del cuerpo. El esternón es anterior al corazón. ↝ Posterior: cercano al dorso del cuerpo, o en el dorso. ↝ Medial: cercano a la línea media (línea vertical que divide el cuerpo en dos lados iguales). El cúbito es medial con relación al radio. ↝ Lateral: alejado de la línea media. Los pulmones son laterales al corazón. ↝ Intermedio: entre dos estructuras. ↝ Homolateral: del mismo lado del cuerpo que otra estructura. ↝ Contralateral: del lado opuesto del cuerpo o de otra estructura. ↝ Proximal: más cercano a la unión de un miembro con el tronco o el punto de origen de una estructura. El húmero es proximal al radio. ↝ Distal: más alejado de la unión de un miembro con el tronco o del punto de origen de una estructura. Las falanges son distales a los huesos carpianos. ↝ Superficial o externo: en dirección a la superficie del cuerpo, o en la misma superficie. Las costillas son superficiales a los pulmones. ↝ Profundo o interno: alejado de la superficie del cuerpo.  CLASE TEÓRICA 1: INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ⊳ CAVIDADES CORPORALES Las cavidades corporales son espacios que contienen órganos internos. Las diversas cavidades están separadas unas de otras por huesos, músculos, ligamentos y otras estructuras. Existen distintas cavidades: ⋆ Cavidad craneal ⋆ Cavidad vertebral (espinal) ⋆ Cavidad torácica (cavidad pericárdica, cavidades pleurales, mediastino) ⋆ Cavidad abdominopélvica IMÁGENES: PRINCIPIOS DE ANATOMIA Y FISIOLOGIA. TORTORA DERRICKSON 15a ED  CLASE TEÓRICA 2: ANATOMÍA MACROSCÓPICA Y ANÁLISIS MORFOLÓGICO TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE ANATOMÍA MACROSCÓPICA. FOTOGRAFÍA MACROSCÓPICA. FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS MORFOLÓGICO. ⊳ TÉCNICAS Y LABORATORIOS PARA ESTUDIAR ANATOMÍA ⋆ CADÁVERES PARA ESTUDIAR ANATOMÍA ⌁ Preservación de órganos y tejidos: ↪ Fijar y embalsamar con formaldehído (sustancia más común) por inmersión o perfusión (hacer que un líquido ingrese de manera lenta y sostenida por el organismo). ↪ Se establecen enlaces covalentes entre residuos de aminoácidos básicos. ↪ La fijación: - Detiene la autolisis (autodegradación de una célula por la acción de sus propias enzimas) - Previene la putrefacción (descomposición por diversos factores) ⌁ Eliminación de residuos hospitalarios y de laboratorios ↪ El formaldehído se usa en hospitales, universidades, laboratorios, funerarias… ↪ El formaldehído es una sustancia tóxica, y se necesitan permisos para poder usarla. ⍟ Los residuos de formaldehído deben ser eliminados dentro de contenedores de disolventes no halógenos, NUNCA por el desagüe. ↪ El envase de formaldehído debe gestionarse como un envase químico contaminado. ⌁ Instrumental de disección ⌁ Instrumental quirúrgico ⌁ Modelos anatómicos tridimensionales (3D) para estudiar anatomía ⌁ Nuevas tecnologías ↪ Software interactivo ↪ Mesa de disección electrónica ↪ Realidad virtual ⋆ CADÁVERES PARA INVESTIGAR ⌁ Vías de diseminación de los tumores e infecciones ⌁ Variaciones anatómicas relevantes para la cirugía ⌁ Muestras para bancos de tejidos ⋆ EMBRIOLOGÍA DESCRIPTIVA Estudio macroscópico. Reconstrucciones 3D de embriones. ⋆ EMBRIOLOGÍA EXPERIMENTAL (BIOLOGÍA DEL DESARROLLO) Se empezó a llevar a cabo a finales del siglo XIX/principios del siglo XX. Estudio del desarrollo embriológico en animales. Trazado de LINAJES de tipo celular. Para trazar estos linajes se realizan experimentos: ↪ QUIMERAS: animales que hemos generado mezclando células embrionarias de dos individuos distintos y por lo tanto mezclando las características de los dos individuos, en general de la misma especie, aunque también pueden ser de especies distintas. Las quimeras más comunes son las quimeras transgénicos de un pollo y otro animal: → Quimera de pollo radiactivo y pollo no radiactivo → Quimera de pollo y codorniz  CLASE TEÓRICA 2: ANATOMÍA MACROSCÓPICA Y ANÁLISIS MORFOLÓGICO ↪ TRASPLANTES: consiste en trasladar un órgano, tejido o un conjunto de células de un organismo donante a un individuo receptor. → Experimentos de Magold y Spemann: Eran básicamente trasplantes de porciones de embriones a otros embriones. Estos científicos realizaron este experimento con embriones de tritón. Los científicos descubrieron que si se trasplanta una zona particular del embrión, la zona donde comienza la gastrulación, se forman embriones siameses y que ninguna otra zona del embrión tiene este maravilloso poder al que ellos llamaron inducción. El tejido trasplantado tenía el efecto de organizar los tejidos del hospedador en un segundo embrión y recibió el nombre de organizador de Spemann, por su capacidad de organizar a las células vecinas en un embrión casi completo. ⊳ HOMOLOGÍA DE ÓRGANOS ENTRE ESPECIES: ⋆ ANATOMÍA COMPARADA: Es un área de la biología que estudia las semejanzas y diferencias de las estructuras morfológicas entre los organismos. Esta disciplina permitió deducir el parentesco entre especies y también la relación entre el ambiente y las adaptaciones de los organismos. Así, especies adaptadas a diferentes ambientes y, en consecuencia, morfológicamente muy diferentes, muestran semejanzas que sugieren un ancestro común. ⋆ EMBRIOLOGÍA COMPARADA: Rama de la embriología que se enfoca en contrastar los patrones de desarrollo en distintos embriones. Los embriones se parecen a otras formas embrionarias de especies relacionadas, y no recuerdan a formas adultas de otras especies. La embriología comparada ha sido usada como evidencia del proceso evolutivo.  CLASE TEÓRICA 2: ANATOMÍA MACROSCÓPICA Y ANÁLISIS MORFOLÓGICO ⊳ USO DE MODELOS ANIMALES EN LA INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA El uso de modelos animales en la investigación biomédica es esencial para el desarrollo de tratamientos ante las enfermedades y para entender cómo la naturaleza está organizada, cómo somos, cuál es el fundamento de la conducta y de nuestros sentimientos y sensaciones. Para seleccionar que modelo animal usar, se debe tener en cuenta: - Tamaño - Duración del ciclo vital - Accesibilidad - Tamaño del genoma - Cercanía a nuestra especie - Facilidad de manipulación Algunos de los modelos animales más típicos en la investigación biomédica son: - Anfibios como ranas o sapos - Pollo - Ratón o rata - Hydra (hidrozoo) - Primates no humanos (modelo más cercano a los humanos) ⊳ FOTOGRAFÍA MACROSCÓPICA A la hora de tomar fotografía macroscópica, es necesario identificar: - Caso - Órgano - Fecha - Lugar También SIEMPRE se debe mostrar la escala o barra de calibración. ⊳ FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS MORFOLÓGICO ⋆ Integrar distintos PUNTOS DE VISTA al estudiar cualquier cuestión biomédica: 1. Desarrollo embriológico, crecimiento, maduración, envejecimiento. ↪ Se comparan distintos momentos a lo largo del ciclo vital de la espacie. 2. Anatomía / Embriología / Histología comparada entre especies. ↪ Se comparan distintas especies para elegir los modelos anatómicos más adecuados para investigar enfermedades humanas. 3. Enfermedad vs. Salud ↪ Se comparan Anatomía e Histología animal vs. Anatomía patológica e Histopatología ⋆ Integrar distintas TÉCNICAS al estudiar cualquier cuestión biomédica: 1. Distintas técnicas anatómicas e histológicas. ↪ Se combinan examen macroscópico, microscopio óptico y microscopio electrónico. LAS CIENCIAS MORFOLÓGICAS SON LAS MÁS PODEROSAS DE TODA LA BIOMEDICINA.  CLASE TEÓRICA 3: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA I PROCESAMIENTO DE MUESTRAS PARA ESTUDIO HISTOLÓGICO. La HISTOLOGÍA es el estudio científico de las estructuras microscópicas de los tejidos y órganos del cuerpo. ⊳ PASOS EN LA OBTENCIÓN DE PREPARACIONES HISTOLÓGICAS 1. OBTENCIÓN DE LA MUESTRA Se toma la muestra y siempre hay que tomas notas y fotografías de todo el procedimiento. También es necesario identificar todas las muestras. Indicar animal (muestra), fecha, lugar e investigador responsable. 2. FIJACIÓN La fijación es obtenida en general mediante una sustancia química o mezcla de sustancias químicas. Conserva de forma permanente la estructura del tejido para tratamientos posteriores. Se usa para: → Abolir el metabolismo celular. → Impedir la autolisis (o autodigestión), que es la destrucción de una célula o tejido a través de la acción de sus propias enzimas. → Destruir microorganismos patógenos (bacterias, hongos, vírus). → Endurecer el tejido. Las muestras deben sumergirse en el fijador inmediatamente después de extraerse del organismo. Fijadores de uso más comunes: → Formalina, una solución acuosa de formaldehído al 37%. → Formaldehído en solución 4% → solución tamponadora. Duración: 24/48 horas por inmersión en el fijador. El proceso de fijación es el paso más crítico de todo el procesamiento histológico. Es importante etiquetar siempre el propio recipiente, y no su tapa. 3. TALLADO DE LA MUESTRA Se cortan pequeños bloques de tejido, que son los que posteriormente se van a observar microscópicamente. Estos bloques de muestra se introducen en unas cápsulas con rejillas en las cuales, si se mantienen adecuadamente, las muestras pueden durar décadas. ⍟ Si la muestra a estudiar es un hueso (tejido óseo), es necesario descalcificarlo con ácido nítrico durante 24/48 horas. El proceso de eliminar el contenido de Ca permite cortar el hueso como otros tejidos blandos. 4. DESHIDRATACIÓN, ACLARACIÓN E INCLUSIÓN EN PARAFINA ⇨ Lavado y deshidratación: la muestra se lava y deshidrata (para eliminar toda el agua) en una serie de soluciones alcohólicas de concentración creciente: etanol 70% → etanol 80% → etanol 95% → etanol 100% ⇨ Aclarado: se usan solventes orgánicos como el xileno/xilol para eliminar las grasas. ⇨ Inclusión en parafina fundida (líquida) en una estufa entre 12/24 horas (sustancia de aspecto ceroso formada por mezclas de hidrocarburos saturados, que a temperatura ambiente es sólida). 5. PREPARACIÓN DEL BLOQUE Se abren las cápsulas con las muestras de tejido con parafina líquida, se coloca sobre un molde y se cubre con la tapa de la cápsula. Se deja enfriar, hasta que la parafina se haya enfriado y endurecido, formándose un bloque sólido de tejido y parafina. 6. CORTE (MICROTOMO) El bloque obtenido se coloca en una máquina cortadora especial llamada micrótomo, que lo corta en rebanadas finas (de grosor 5-15μm) con una cuchilla estática de acero. Se recogen múltiples secciones seguidas, lo que permite teñir cada sección con una técnica distinta. Estos cortes permiten hacer reconstrucciones en 3D (como vimos con embriones).  CLASE TEÓRICA 3: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA I 7. MONTAJE SOBRE PORTAOBJETOS Los cortes obtenidos se introducen en un recipiente, que es un baño termorregulado (caliente) que permite extender esos cortes de tejido. Luego, estos cortes histológicos se van recogiendo con un portaobjetos de vidrio. 8. DESPARAFINACIÓN, HIDRATACIÓN Y TINCIÓN Debido a que los cortes en parafina son incoloros, la muestra todavía no está lista para su examen bajo el microscopio óptico. ⇨ Desparafinación: para colorear o teñir los cortes histológicos, la parafina (grasa-lípidos) debe disolverse y extraerse con xileno/xilol. ⇨ Hidratación: los tejidos deben rehidratarse mediante el baño en una serie de disoluciones de alcohol de concentración decreciente. ⇨ Tinción del tejido sobre el portaobjetos (existen distintas técnicas para teñir tejidos). 9. COLOCACIÓN DEL CUBREOBJETOS Después de la tinción, la muestra colocada sobre el portaobjetos se cubre con un cubreobjetos usando como adhesivo un medio de montaje no acuoso como la resina, para así obtener un preparado permanente. Es muy importante identificar bien el portaobjetos. 10. EXAMEN MICROSCÓPICO Una vez preparada la muestra, ya es posible observar y estudiar el tejido. 11. ARCHIVO DEL TEJIDO El hecho de archivar el tejido permite realizar nuevos cortes y tinciones. Las muestras se conservan en formol, congeladas, o en bloques de parafina. Los bloques de tejido cubiertos con parafina y conservados adecuadamente, duran muchos años. Nunca se deshecha el tejido procesado. ⍟ CORTE EN CONGELACIÓN – CRIOSTATO En vez de endurecer el tejido con parafina, se congela mediante el uso de dióxido de carbono sólido, mediante inmersión en un líquido frío, o en una cámara refrigeradora. La congelación permite realizar el corte con un microtomo. El corte suele realizarse dentro de un criostato. Un criostato es una cámara refrigerada que contiene un microtomo Dado que el tejido está congelado, se puede cortar en rebanadas muy finas. Luego se montan los cortes en el portaobjetos y se tiñen. El corte en congelación permite hacer tinciones que no se pueden hacer en tejido fijado y/o incluido en parafina: → Teñir lípidos (ya que el xileno los disuelve y los extrae) → Ver bien la estructura del músculo esquelético. → Extraer ácidos nucleicos para pruebas de biología molecular. Resulta más complicado conservar muestras congeladas de tejido.  CLASE TEÓRICA 3: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA I ⊳ TIPOS DE TINCIONES/TÉCNICAS ⇨ TINCIONES HISTOQUÍMICAS: Colorean partes del tejido por afinidades químicas. Cada colorante se va a unir a una parte del tejido dependiendo de las características químicas. HEMATOXILINA EOSINA HEMATOXILINA Y EOSINA - Es básica o catiónica - Es ácida o aniónica - Es una combinación - Tiñe lo ácido - Tiñe lo básico - Se usa en cualquier tinción - Tiene principalmente núcleos - Tiñe principalmente citoplasmas histológica general - Lo teñido se llama basófilo - Lo teñido se llama acidófilo ⍟ Tinciones histoquímicas específicas para: glúcidos (PAS), lípidos (Sudan IV), ácidos nucleicos (Feulgen)… ⍟ Agente cromógeno: sustancia coloreada con un gran poder de tinción (sustancia que aporta color). ⇨ TINCIONES HISTOENZIMÁTICAS: Marca enzimas activos que metabolizan un cromógeno. Por ejemplo, azul de tetrazolio para detectar NADPH diaforasa en el músculo. ⇨ TINCIONES INMUNOHISTOQUIÍMICAS: La inmunohistoquímica marca proteínas de forma selectiva. Se usan anticuerpos (que son específicos) con partículas fluorescentes para marcar y detectar proteínas en el tejido → Inmunofluorescencia Van a identificar los anticuerpos los antígenos con estas técnicas. ENZIMA PARA PARTÍCULA ORO COLOIDAL RADIOISÓTOPO CROMÓGENO FLUORESCENTE Inmunoperoxidasa Inmunofluorescencia “Inmunogold” Inmunorradiografía Microscopio óptico Microscopio de Microscopio Microscopio óptico (campo (campo claro) fluorescencia electrónico oscuro) o electrónico Distrofina Se ve marrón (color Se ven puntos negros Se ven luces (verdes) del cromógeno) (con estructura)  CLASE TEÓRICA 3: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA I ⇨ TÉCNICAS/TINCIONES DE HIBRIDACIÓN IN SITU: La hibridación in situ marca ácidos nucleicos. Pretende detectar el ARN mensajero que se expresa en el núcleo de una determinada célula. Se necesita una secuencia de ácido nucleico complementaria al ARNm que queremos detectar. ENZIMA PARA PARTÍCULA ORO COLOIDAL RADIOISÓTOPO CROMÓGENO FLUORESCENTE Inmunoperoxidasa Inmunofluorescencia “Inmunogold” Inmunorradiografía Microscopio óptico Microscopio de Microscopio Microscopio óptico (campo (campo claro) fluorescencia electrónico oscuro) o electrónico ⇨ AUTORRADIOGRAFÍA: Marca material radioactivo con una emulsión fotográfica. Sirve para trazar en el tejido las rutas metabólicas de macromoléculas. Se inyectan en un animal vivo: o Azúcar simple tritiado ([3H]-Glucosa) → se obtienen polisacáridos o Aminoácidos tritiados ([3H]-Arginina) → se obtienen proteínas o Nucleótidos tritiados ([3H]-Timinida) → se obtienen ácidos nucleicos (ADN, ARN) Las moléculas tritiadas se incorporarán a macromoléculas (polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos) sintetizadas tras la inyección. El animal se sacrifica y los cortes de tejido se incuban con emulsiones fotográficas que precipitan sobre las moléculas radioactivas. El relevado marca la emulsión precipitada y se ve con microscopio óptico y electrónico. Con técnica de autorradiografía Pollo donante inyectado detectamos las células del embrión con nucleótidos radiactivos Pollo receptor donante y vemos donde fueron a parar  CLASE TEÓRICA 3: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA I ⇨ TINCIÓN CON METALES PESADOS PARA MICROSCOPIO ELECTRÓNICO: o Se fija con: - Glutaraldehído - Tetróxido de osmio o Se tiñe con: - Acetato de uranilo - Citrato de plomo o Inmunohistoqúmica con oro Autorradiografía con plata o Infiltración del tejido con resina para endurecerlo o Corte con ultramicrotomo que usa hoja de diamante (grosor: 50nm) ⊳ INTEGRACIÓN DE DISTINTAS TÉCNICAS: ≫ MICROSCOPIO ÓPTICO: Histoquímica Histoenzimática → Se ven colores Inmunohistoquímica Hibridación in situ ≫ MICROSCOPIO ELECTRÓNICO: Metales pesados → Se ve escala de grises ⊳ TIPOS DE EXPERIMENTOS: ⋆ In vivo: experimentos en animales vivos. ⋆ In vitro: experimentos en placas de cultivo. ⋆ In situ: técnica para hibridación in situ (tinción con colorantes). Ofrece información a cerca de los genes que se están transmitiendo. Imágenes: Técnicas del libro Ross. Histología, texto y atlas, 7a edición. Developmental Biology (6th edition) Scott F.Gilbert.  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II MICROSCOPIO ÓPTICO. MICROSCOPIO ELECTRÓNICO. FOTOGRAFÍA MICROSCÓPICA. CUANTIFICACIÓN EN HISTOLOGÍA. ⊳ MICROSCOPIO Un microscopio, ya sea simple (una sola lente) o compuesto (lentes múltiples), es un instrumento que amplifica una imagen y permite ver más detalles de lo que es posible a simple vista. Tiene gran poder de resolución. El microscopio más simple es una lupa o un par de gafas o anteojos para leer. ⋆ Poder de resolución: es la capacidad de una lente de microscopio o sistema óptico para distinguir dos imágenes distintas de puntos (objetos) situados muy cerca. Depende además del tipo de iluminación. ⋆ Límite de resolución: es la distancia mínima entre dos puntos para que puedan distinguirse como tales. ⋆ Resolución máxima: - Del ojo humano: 0,2 mm - Del microscopio óptico: 0,2 μm La resolución máxima de un microscopio depende de la onda - Del microscopio electrónico: 1nm electromagnética que ilumina el objeto visuallizado. ⊳ FORMACIÓN DE IMÁGENES Mediante: ⇨ ÓPTICA GEOMÉTRICA: Explica la marcha de los rayos en las lentes convergentes (lente biconvexa). ⌁ La luz viaja en línea recta. ⌁ Refracción: La luz se desvía al atravesar la interfaz entre dos medios transparentes de distinta densidad → El rayo se desvía refracta (desvía) tanto dentro de la lente como al salir de la lente. Construcción de la imagen: ↪ Cuando el objeto está situado entre C1 y F, se forma una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto. ↪ Cuando el objeto está situado entre el F y la lente, se forma una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto. C1 y C2 → Centros de curvatura F y F’ → Focos ⍟ Microscopio compuesto o dióptrico (varias lentes) Tiene dos lentes: ↪ Lente objetivo: forma una imagen real partir del objeto. ↪ Lente ocular: forma una imagen virtual a partir de la imagen formada por la lente objetivo.  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ⇨ ÓPTICA FÍSICA: La luz como onda-corpúsculo: ↪ Con una amplitud determinada (A) → Determina el brillo ↪ Con una longitud de onda determinada (λ) → Determina el color Si dos ondas tienen la misma amplitud y longitud de onda → son ondas coherentes. ⌁ Si las crestas de ambas ondas coinciden, se dice que son ondas coherentes en fase. ⌁ Si las crestas de una onda coinciden con los valles de la otra, se dice que son ondas coherentes (180º) fuera de fase. ONDAS COHERENTES EN FASE ONDAS COHERENTES FUERA DE FASE INTERFERENCIAS: Se producen cuando en un punto del espacio coinciden dos o más ondas. ⌁ Si las ondas que interfieren son ondas coherentes en fase, la interferencia es constructiva (se potencian mutuamente). Si la interferencia es constructiva la onda va a ser más brillante. ⌁ Si las ondas que interfieren son ondas coherentes fuera de fase, la interferencia es destructiva. Si la interferencia es destructiva, la onda va a ser menos brillante. Dos ondas en fase → constructiva Dos ondas fuera de fase → destructiva DIFRACCIÓN: La difracción es un fenómeno por el cual una onda que atraviesa un obstáculo (una pantalla) por una pequeña apertura (orificio), se distorsiona y se propaga en todas las direcciones de dicho orificio. Cuando las ondas se DIFRACTAN (desvían) al atravesar la ranura, dependiendo de cómo se hayan difractado, provocará que las ondas puedan interferir más o menos entre ellas, alternando así zonas brillantes cuando las interferencias son constructivas y zonas menos brillantes cuando las interferencias son destructivas. Zona brillante: interferencia constructiva Zona oscura: interferencia destructiva Zona menos brillante  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ⍟ DISCO DE AIRY: Es un fenómeno óptico. Cuando la luz de una fuente puntual pasa a través de una abertura circular pequeña no produce como imagen un punto brillante, sino más bien un disco difuso circular conocido como disco de Airy, rodeado de anillos circulares concéntricos mucho más tenues. Diámetro del primer anillo oscuro = 0,62 x longitud de onda (λ) n x sen U *n: índice de refracción n≥1 El radio del primer anillo oscuro de Airy es el límite de resolución de la lente del microscopio. Lente U Eje de la lente ⋆ El aumento de una lente depende de la radiación electromagnética con la que se ilumina el objeto a examinar. Apertura numérica: n x sen U ↪ Si el medio que separa el objeto de la lente es aire → n=1 ↪ Si el medio que separa el objeto de la lente es un líquido de inmersión → n=1,5  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ⊳ TIPOS DE MICROSCOPIO ⇨ MICROSCOPIO ÓPTICO El microscopio ótico es el convencional, y es invertido. ⋆ FOTOGRAFÍA MICROSCÓPICA: ⌁ Tipos de iluminación: ↪ Iluminación Köhler Es una de las claves de la buena microscopía y está incorporada en el diseño de prácticamente todos los microscopios modernos que se usan en laboratorios o para la investigación. Es necesario seguir unos pasos del ajuste necesarios para obtener una iluminación adecuada en el microscopio. ⌁ Al tomar fotografías microscópicas: ⚠ Nunca olvidarla barra de calibración ⚠ Identificar SIEMPRE la fotografía (caso, tejido, tinción, aumento) ⌁ Métodos para aumentar el contraste/poder de resolución Se puede modificar el eje de lente, se puede introducir un aceite de inmersión para cambiar el índice de refracción… El método útil es disminuir la longitud de onda para disminuir el diámetro del primer anillo oscuro.  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ⇨ MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA ⋆ Ilumina la preparación con luz ultravioleta, aprovechando la capacidad de ciertas moléculas de fluorescer bajo la luz UV. ⋆ Detecta esas partículas fluorescentes (fluorocromo). ⋆ Tiene un filtro especial, que permite el paso de la luz emitida por el fluorocromo. ⍟ Un fluorocromo es una molécula capaz de absorber fotones y emitir fotones de menor energía (mayor longitud de onda). Un fluoróforo es la parte del fluorocromo responsable de la emisión de la fluorescencia. ⋆ El microscopio de fluorescencia se utiliza para la detección de moléculas con fluorescencia natural (autofluorescencia) como la vitamina A y algunos neurotransmisores. Sin embargo, debido a que las moléculas autofluorescentes no son muchas, la aplicación principal de este microscopio consiste en examinar la fluorescencia secundaria, como en la detección de antígenos o anticuerpos en los procedimientos de tinción inmunohistoquímica. Moléculas fluorescentes específicas también pueden inyectarse en un animal o directamente en las células y se utilizan como marcadores. ⇨ MICROSCOPIO CONFOCAL ⋆ Se basa en un principio similar al de un microscopio de fluorescencia, pero se utilizan dos diagramas confocales (uno antes de la muestra y otro después) capaces de enfocar la iluminación en un único plano de la muestra. ⋆ Utiliza luz de láser con la que se va barriendo la muestra por todo su grosor, plano a plano, creando muchas imágenes bidimensionales que un ordenador interpreta, generando finalmente una imagen tridimensional del objeto. ⋆ Requiere de programas informáticos especiales.  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ⇨ MICROSCOPIO VIRTUAL ⋆ La microscopia virtual integra la microscopía óptica convencional con la tecnología digital. ⋆ Se escanean los preparados histológicos utilizando un escáner de muestras automatizado de alta resolución para crear archivos digitales que se almacenan normalmente en servidores virtuales dedicados de microscopía. ⋆ El preparado virtual es una representación digital de una muestra y se puede ver mediante un programa informático especializado que se denomina microscopio virtual. ⋆ Las muestras virtuales se distribuyen a través de una red de computadoras o de Internet para la visualización remota. Debe tenerse en cuenta que los preparados virtuales se pueden ver de forma individual o en grupos en cualquier dispositivo móvil, como las tabletas PC o teléfonos inteligentes con aplicaciones de microscopía virtual. ⇨ MICROSCOPIO ELECTRÓNICO ⋆ El microscopio electrónico tiene una mayor resolución y más útil aumento. ⋆ No utiliza un haz de luz, sino que usa una fuente de electrones proporcionados por un cátodo. ⋆ Para examinar una muestra con microscopio electrónico, esta se tiñe con metales pesados debido a que los electrones no pueden atravesar estos metales pesados. De ahí la escala de grises que se ve en las imágenes que forma este microscopio: ⌁ La parte del tejido muy teñida con metales pesados se verá negra. ⌁ La parte sin teñir se verá blanca. ⌁ La parte moderadamente teñida se verá más o menos gris según el depósito de metales pesados. ⋆ Existen dos tipos de microscopio electrónico (de transmisión-MET y de barrido-MEB)  CLASE TEÓRICA 4: TÉCNICAS Y LABORATORIOS DE HISTOLOGÍA II ↪ MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (MET) ⌁ La óptica del microscopio electrónico de transmisión es en principio, similar a la del microscopio óptico, excepto que el MET utiliza un haz de electrones en vez de un haz de luz. ⌁ MECANISMO: Este microscopio consta de una fuente de electrones (cátodo, cañón de electrones) que genera un haz de electrones. Este haz de electrones pasa a través de una serie de lentes electromagnéticas que cumplen la misma función que las lentes de cristal de un microscopio óptico. Una vez que el haz de electrones alcanza el plano de la muestra (atravesando la muestra), es enfocado y aumentado por una lente objetivo para después volver a ser aumentado por una o más de una lente proyector, y se produce la imagen final. ⌁ Las partes de las muestras que han sido atravesadas por los electrones aparecen claras y las de la muestra que han absorbido o dispersado los electrones debido a su densidad inherente o debido a la adición de metales pesados durante la preparación aparecen oscuras. ↪ MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO (MEB) ⌁ En la microscopía electrónica de barrido, el haz de electrones no atraviesa la muestra, sino que se explora (barre) su superficie. ⌁ Las imágenes obtenidas con el MEB se parecen más a las que se ven en una pantalla de televisión que a las del monitor MET. Son tridimensionales y muestran la estructura superficial de una muestra examinada. ⌁ MECANISMO: El barrido se consigue con el mismo tipo de exploración que hace recorrer el haz de electrones sobre la superficie de un tubo de televisión. Los electrones reflejados desde la superficie (electrones retrodispersos) y los electrones que son expulsados (rebotan) de la superficie (electrones secundarios) son recogidos por uno o más detectores y reprocesados para formar una imagen de alta resolución tridimensional de la superficie de la muestra. ⋆ TÉCNICA DE CRIOFRACTURA La criofractura es una técnica especial de preparación de muestras para microscopía electrónica de transmisión; de importancia especial en el estudio de la estructura las membranas. El tejido que se ha de examinar puede estar fijado o no; si se ha fijado, entonces el fijador se elimina de la muestra antes de proceder. Se deja que un crioprotector infiltre el tejido y a continuación éste se congela rápidamente. El tejido congelado se coloca en el aparato de criofractura, que posee una cámara de vacío, y se percute con el borde de una cuchilla o navaja. IMÁGENES: Técnicas del libro Ross. Histología, texto y atlas, 7a edición.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I PROCESOS BÁSICOS DEL DESARROLLO: PROFLIFERACIÓN CELULAR, ESPECIFICACIÓN Y DIFERENCIACIÓN CELULAR, MIGRACIÓN CELULAR, CRECIMIENTO. PRIMERAS ETAPAS DEL DESARROLLO. ⊳ CICLO VITAL DE LA ESPECIE HUMANA 1. Periodo unicelular (zigoto) ⍟ Se forma el genoma del nuevo individuo que es común a todas sus células somáticas. Máxima potencialidad. 2. Periodo pluricelular de desarrollo prenatal y postnatal Vida intrauterina, infancia y adolescencia. 3. Periodo de madurez o adultez Plenitud de facultades. Reproducción. 4. Periodo de declive o senescencia Acaba en la muerte. ⊳ PROCESOS FUNDAMENTALES DEL DESARROLLO EMBRIOLÓGICO → Proliferación celular: De una célula, hay que hacer un individuo con millones de células. → Diferenciación celular: De una célula totipotencial hay que hacer un individuo con millones de células especializadas que forman tejidos, órganos y sistemas. ↓ ⊳ DIFERENCIACIÓN CELULAR DURANTE EL DESARROLLO ◊ Ocurre en dos PASOS: 1. Especificación: Una célula está especificada cuando puede diferenciarse autónomamente en un entorno neutral (sin señales morfogenéticas que influyan en el proceso). La célula ha adquiere un compromiso reversible (todavía no es definitivo), pues en un entorno no neutral ese compromiso se podría cambiar. 2. Determinación: Una célula está determinada cuando puede diferenciarse autónomamente incluso en un entorno no neutral. La célula adquiere un compromiso irreversible (ya es definitivo) y se diferenciará en el linaje de dicho compromiso pase lo que pase. ⍟ TODAS LAS CÉLULAS DE UN MISMO INDIVIDUO TIENEN EL MISMO MATERIAL GENÉTICO (MISMOS GENES).  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ◊ INDUCCIÓN: Generalmente las células se diferencian en grupos en un proceso llamado especificación condicional. La especificación condicional ocurre por un mecanismo de inducción por el que un grupo de células (llamadas inductor u organizador) hace que cambie el destino de otro grupo de células (llamadas reactor). → El inductor u organizador induce mediante señales químicas. → El reactor reacciona pues tiene competencia para reaccionar a la señal inductiva. Una vez especificado, el reactor queda comprometido para formar células de un determinado linaje y no de otros. Ocurren muchas interacciones inductivas entre las células epiteliales y mesenquimatosas, que se denominan: interacciones epitelio-mesénquima. ⇨ Señalización paracrina: Es un método de especificación condicional, en el que las células del inductor u organizador inducen mediante la secreción de proteínas al medio extracelular. Estas proteínas, llamadas proteínas morfogénicas, difunden hacia las células del reactor (que se encuentran cerca del inductor) sobre las que ejercen su acción especificadora al unirse como ligando a receptores de la membrana celular de las células del reactor. Una vez la proteína se ha segregado y se ha unido al receptor específico del reactor, la proteína se va a activar y en la célula del reactor se van a producir cambios en el ADN, modificando la expresión genética. Esto da lugar a que haya células que expresen unos genes, y otras células expresen otros. Célula inductora Célula del reactor ⍟ GRADIENTES DE CONCENTRACIÓN: Las proteínas morfogénicas segregadas por las células del inductor forman gradientes de concentración con distintos efectos en las células del reactor según la distancia al inductor. Cuanto más lejos del del inductor se encuentren las células, menores serán las concentraciones de proteínas, y viceversa. Lo que provoca que las células sean distintas dependiendo de la distancia al inductor.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⇨ Señalación yuxtacrina: Es otro método de especialización condicional. Se trata de una inducción “cuerpo a cuerpo”, donde el inductor no utiliza ligandos (proteínas) difusibles. Hay tres posibles mecanismos: → Una proteína sobre la superficie de la célula inductora se une al receptor de una célula adyacente que es receptiva. Célula inductora Célula del reactor → Los ligandos secretados por una célula inductora hacia la matriz extracelular no difunden y se unen a receptores específicos de células del reactor. → Comunicación directa de célula a célula mediante uniones gap. ◊ IDENTIFICAR ORGANIZADORES: Los experimentos de trasplantes en embriones permiten identificar organizadores.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ◊ EVENTOS PRIMARIOS, SECUNDARIOS Y TERCIARIOS: ⇨ EVENTOS PRIMARIOS: La especificación condicional de grupos de células reactivas mediante la acción de grupos de células inductoras u organizadoras. ⍟ Las células especificadas se determinan y comprometen a formar mediante proliferación otras células de un linaje concreto (y no de otros). La especificación causa PÉRDIDA DE POTENCIALIDAD. (Según se van especificando las células, se va perdiendo potencialidad). ⇨ EVENTOS SECUNDARIOS: Las células determinadas proliferan, mueren, migran, cambian la forma de su citoplasma, crecen de tamaño y segregan sustancias al medio extracelular. Todos ellos llevan a la diferenciación de los tejidos o histogénesis. ⇨ EVENTOS TERCIARIOS: El crecimiento diferencial de unos respondedores especificados sobre otros produce plegamientos y otros eventos que llevan a la disposición definitiva de los órganos en el cuerpo en un proceso que llamamos morfogénesis. EVENTOS PRIMARIOS EVENTOS SECUNDARIOS EVENTOS TERCIARIOS ↓ ↓ ↓ Especificación Histogénesis Morfogénesis (Linaje celular) (Proliferación, migración…) (Crecimiento diferencial) ◊ TRAZADO DE LINAJES: Las células indiferenciadas pasan a ser células diferenciadas con LINAJES. Las QUIMERAS sirven para trazar los linajes de células diferenciadas. El pollo donante está inyectado con nucleótidos radiactivos. Con técnicas de autorradiografía detectamos las células del embrión donante y vemos donde fueron a parar.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ◊ PÉRDIDA DE POTENCIALIDAD: Las células especificadas y determinadas se comprometen a formar mediante proliferación, otras células de un linaje concreto (y no de otros): la especificación conlleva PERDIDA DE POTENCIALIDAD. Lo que induce y sostiene la diferenciación de una célula mediante uno o varios procesos de especificación es la generación de un PATRÓN DE EXPRESIÓN GENÉTICA CARACTERÍSTICO DE CADA TIPO CELULAR. Los factores de transcripción que están al final de las cascadas de interacciones entre proteínas iniciadas por los ligandos de los inductores hacen que UNOS GENES SE EXPRESEN Y OTROS NO. ⍟ Esta es la base molecular de la diferenciación celular. ◊ VÍAS DE SEÑALIZACIÓN: ⇨ VÍAS DE SEÑALIZACIÓN PARACRINA: 1. Factores de Crecimiento de Fibroblastos (FGF). 2. Proteínas hedghog: El gen Drosophila se llama así porque su pérdida de función causa un fenotipo cubierto por dentículos puntiagudos en las moscas de las frutas, similares a las de un erizo como Sonic de Sega (Sonic hedghog, shh). 3. Proteínas WNT. 4. Superfamilia del Factor de Crecimiento Tumoral 𝛽 (TGB-𝛽): Incluye a las proteínas morfogénicas óseas (BMO), el factor mülleriano… ⇨ VÍAS DE SEÑALIZACIÓN YUXTACRINA: 1. Notch ⊳ TIPOS DE CÉLULAS EN UN INDIVIDUO ADULTO ◊ Células germinales o gametos: Ovocitos y espermatozoides. Son haploides (23 cromosomas). Se reduce el nº de cromosomas. Se dividen por MEIOSIS. Se generan cuatro células hijas haploides. ◊ Células somáticas: Son diploides (46 cromosomas). Se dividen por MITOSIS. Se generan dos células hijas diploides. Tipos: ⇨ Células diferenciadas del adulto: ⇨ Células troncales del adulto: Muy diferenciadas estructural y químicamente Indiferenciadas, pero específicas para cada tejido Especializada para realizar su función No participan en las funciones del tejido No pueden regresar al estado embriológico Conservan algunas características embriologías No pueden proliferar Pueden proliferar MITOSIS MEIOSIS  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⊳ GAMETOGÉNESIS Proceso mediante el cual las células germinales experimentan cambios cromosómicos y morfológicos en preparación para la fecundación. Se trata de la DIVISIÓN MEIÓTICA. MEIOSIS EN LA MUJER MEIOSIS EN EL HOMBRE ↓ ⊳ MADURACIÓN DE LOS ESPERMATOZOIDES La estructura básica del espermatozoide es: → La pieza de cola: flagelo de forma alargada. → La cabeza, donde se encuentra el material genético (23 cromosomas) condensado. ⍟ El proceso de maduración del espermatozoide es mucho más corta que la maduración del ovocito (óvulo).  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⊳ MADURACIÓN DE LOS OVOCITOS 1. Periodo prenatal y postnatal: Segmento del ovario en diferentes etapas de desarrollo. Las OVOGONIAS dan lugar, al final de la primera división meiótica (Meiosis I), a OVOCITOS PRIMARIOS. Al nacer, el ovocito primario se queda en reposo (diploteno) y queda protegido por células foliculares. ⍟ Las mujeres nacen con un número determinado de ovocitos. En cada ciclo menstrual se van perdiendo esos ovocitos, y esa es la razón por la cual lega un momento en que se acaban. 2. Ciclo menstrual y ovulación: El folículo primario se encuentra rodeado de la zona pelúcida. FOLÍCULO FOLÍCULO EN FOLÍCULO PRIMORDIAL CRECIMIENTO PRIMARIO Cuando ya ha madurado el ovocito primario, primario, pasa a ser secundario, y se dirige hacia la trompa de Falopio. Se forma un antro folicular, que va FOLÍCULO creciendo, por la acumulación de líquido VESICULAR en los espacios intercelulares. El ovocito queda rodeado de células de granulosa. FOLÍCULO VESICULAR MADURO O DE DE GRAAF  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I Maduración del ovocito: A.Ovocito primario en que se aprecia el huso de la primera división meiótica. B.Ovocito secundario y primer cuerpo polar. No existe membrana nuclear. C.Ovocito secundario. Se ve el huso de la segunda división meiótica. El primer cuerpo polar se está dividiendo. Ovocitación: ⊳ FECUNDACIÓN Tiene lugar cuando el ovocito se encuentra con los espermatozoides. ↪ Fase 1: El espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito. ↪ Fase 2: Penetración de la zona pelúcida. ↪ Fase 3: Fusión de las membranas celulares del espermatozoide y el ovocito. Se forma el CIGOTO.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⊳ DIVISIÓN DEL CIGOTO A. Ovocito justo tras la ovulación, en el que se observa el huso de la 2.ª división meiótica. B. Un espermatozoide penetró al ovocito, mismo que ha terminado su 2.ª división meiótica. Los cromosomas del ovocito se encuentran dispuestos en un núcleo vesicular, el pronúcleo femenino. Las cabezas de varios espermatozoides quedan retenidas en la zona pelúcida. C. Se juntan los pronúcleos masculino y femenino (n+n). Se produce la 1ª división mitótica del cigoto. D, E. Los cromosomas se distribuyen en el huso, se separan en sentido longitudinal y se desplazan hacia polos opuestos. F. Etapa bicelular. ⊳ SEGMENTACIÓN → El cigoto se divide en miles de células, llamadas BLASTÓMERAS. → Se crea la MÓRULA. → Ocurre una ESPECIFICACIÓN AUTÓNOMA. → El citoplasma del ovocito no es homogéneo y tiene señales morfogénicas. Desarrollo del cigoto desde la etapa bicelular hasta la de mórula tardía. Durante este periodo las blastómeras permanecen rodeadas por la zona pelúcida, que desaparece al final del cuarto día.  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⊳ IMPLANTACIÓN La mórula pasa a ser una BLÁSTULA o BLASTOCISTO al aparecer el BLASTOCELE. EL blastocele es una cavidad de la blástula rellena de líquido que se forma con la separación de los blastómeros. Las células se agrupan en: → EMBRIOBLASTO: masa celular interna. Se ubican en un polo. → TROFOBLASTO: masa de células externas. Se aplanan y constituyen la pared epitelial del blastocisto. La zona pelúcida desaparece, lo que permite el inicio de la implantación. Se produce la implantación del embrión dentro del ENDOMETRIO (mucosa que recubre el interior del útero que facilita la implantación y contribuye a la formación de la placenta) y el embrión se pone en contacto con la sangre de la madre. » Ovocitación → Ovocito » Fecundación → Cigoto » Segmentación → Mórula » Implantación → Blástula ⊳ MADURACIÓN DEL ENDOMETRIO  CLASE TEÓRICA 5: EMBRIOLOGÍA GENERAL I ⍟ La ovocitación, ciclo menstrual y la maduración del endometrio (de la cavidad uterina de la madre) están regulados por la GLÁNDULA HIPÓFISIS IMÁGENES: LANGMAN EMBRIOLOGÍA MÉDICA, 2019  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ORGANOGÉNESIS E HISTOGÉNESIS. TIPOS DE MALDESARROLLO ⊳ SEGUNDA SEMANA DEL DESARROLLO: Disco bilaminar Una vez producida la implantación, entramos en la segunda semana del desarrollo. DÍAS 7-8. Se produce: → Diferenciación del trofoblasto en dos capas: ⋆ CITOTROFOBLASTO: capa interna de células mononucleares. ⋆ SINCITIOTROFOBLASTO: estructura externa multinucleada (masa de células que comparten citoplasma) sin límites celulares visibles. → Diferenciación del embrioblasto (células de la masa celular interna) en dos capas: ⋆ EPIBLASTO: lámina de células cilíndricas adyacentes a la cavidad amniótica (después formada). ⋆ HIPOBLASTO: lámina de células cuboides pequeñas adyacentes a la cavidad del blastocisto (blastocele). Blastocele Estas dos capas juntas constituyen un disco plano llamado DISCO BILAMINAR o GERMINAL. DÍA 9: Unos días después se forman dos cavidades: ⋆ La CAVIDAD AMNIÓTICA: cavidad pequeña que aparece en el epiblasto, tapizada por células del epiblasto. Las células del epiblasto adyacentes al citotrofoblasto se llaman AMNIOBLASTOS. ⋆ La CAVIDAD EXOCELÓMICA o SACO VITELINO primitivo: Las células aplanadas que surgen del hipoblasto crean una membrana exocelómica que recubre la superficie interna del citotrofoblasto. Esta membrana, junto con el hipoblasto, genera el recubrimiento de la cavidad exocelómica. Día 7 Día 9  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II DÍAS 11-12: El blastocisto está del todo incluido en el estroma endometrial, y el epitelio de superficie casi cierra por completo el defecto original en la pared uterina. El blastocisto produce entonces una prominencia discreta que protruye hacia la luz del útero (cuello del útero). El trofoblasto se caracteriza por ESPACIOS LACUNARES en el sincitio (masa de células que comparten citoplasma, varios núcleos), que forman una red de intercomunicación. Al mismo tiempo las células del sincitiotrofoblasto penetran a mayor profundidad en el estroma y erosionan la cubierta endotelial de los capilares maternos. Estos capilares se conocen como SINUSOIDES. Las lagunas sincitiales se continúan con los sinusoides, y la sangre materna ingresa al sistema lacunar. Al tiempo que el trofoblasto sigue erosionando cada vez más los sinusoides, la sangre materna empieza a fluir por el sistema trofoblástico para establecer la circulación uteroplacentaria. Entre tanto una nueva población de células que derivan de las del saco vitelino, forman un tejido conectivo laxo y fino, el MESODERMO EXTRAEMBRIONARIO. Se desarrollan grandes cavidades en el mesodermo extraembrionario, y cuando confluyen crean un espacio nuevo conocido como CAVIDAD EXTRAEMBRIONARIA. Día 12 Día 13 DÍA 13: El defecto superficial en el endometrio suele haber cicatrizado. El trofoblasto se caracteriza por estructuras vellosas, llamadas VELLOSIDADES PRIMARIAS que son columnas celulares (de las células del citotrofoblasto) rodeadas por una cubierta sincitial. A la vez, el hipoblasto produce células adicionales que proliferan y dan lugar a una nueva cavidad exocelómica, el SACO VITELINO SECUNDARIO O DEFINITIVO (muchas más pequeño que el original). El celoma extraembrionario se expande y forma una cavidad amplia, la CAVIDAD CORIÓNICA. El único sitio en que el mesodermo extraembrionario atraviesa la cavidad coriónica corresponde al PEDÍCULO DE FIJACIÓN. Con el desarrollo de los vasos sanguíneos este pedículo se convierte en el CORDÓN UMBILICAL.  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ⊳ TERCERA SEMANA DEL DESARROLLO: Disco trilaminar → GASTRULACIÓN El evento más relevante en la tercera semana de la gestación es la GASTRULACIÓN, el proceso en el que el disco bilaminar pasa a ser un disco trilaminar, estableciéndose tres capas germinales (ectodermo, mesodermo y endodermo) en el embrión. La gastrulación comienza con la formación de la LÍNEA PRIMITIVA y el NODO PRIMITIVO en la superficie del epiblasto. Desde este momento ya podemos diferenciar las zonas izquierda, derecha, rostral y caudal, y observamos desde la zona dorsal. ROSTRAL IZDA. DCHA. CAUDAL IZDA. CAUDAL ROSTRAL DCHA. El NODO PRIMITIVO es el organizador general del embrión y especifica los tres ejes corporales y las tres láminas. Las células del epiblasto migran hacia la línea primitiva. Al llegar a la región de la línea, adquieren configuración en forma de matraz, se desprenden del epiblasto y se deslizan bajo él. Este movimiento de hundimiento se conoce como invaginación. La migración y la determinación de las células están controladas por el factor de crecimiento de fibroblastos 8 (fibroblast growth factor 8, FGF8), que sintetizan las propias células de la línea. Este FGF8 controla: ↪ El desplazamiento celular mediante la pérdida de una proteína de unión celular que mantiene unidas a las células del epiblasto. ↪ la especificación/determinación celular del mesodermo. Tras invaginarse: - Algunas de estas células desplazan al hipoblasto, lo que da origen al ENDODERMO embrionario. - Otras células se sitúan entre el epiblasto y el endodermo recién creado para constituir el MESODERMO. - Las células que permanecen en el epiblasto constituyen el ECTODERMO. Así, el epiblasto, mediante el proceso de gastrulación, es la fuente de todas las capas germinales, y las células en estas capas darán origen al resto de tejidos y órganos del embrión.  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ROSTRAL Ectodermo cutáneo Ectodermo neural Ectodermo de cresta neural y placodas Notocorda Mesodermo Endodermo Mesodermo extraembrionario CAUDAL ECTODERMO MESODERMO ENDODERMO ESTABLECIMIENTO DE LOS EJES CORPORALES: Ejes corporales: anteropos terior (A-P; cráneocaudal), dorsoventral (D-V) e izquierda-derecha (I-D). ⊳ DE LA TERCERA A LA OCTAVA SEMANA DEL DESARROLLO: Periodo embrionario – organogénesis | histogénesis El periodo embrionario (organogénesis) es el periodo en el cual las tres capas germinales: ectodermo, mesodermo y endodermo, dan origen a distintos tejidos y órganos específicos. Al final del periodo embrionario los principales sistemas se han establecido, lo que determina que las características externas principales del organismo puedan reconocerse al final del segundo mes.  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ⇨ DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ECTODÉRMICA (ECTODERMO) El desarrollo de la notocorda y el mesodermo precordal hace que el ectodermo suprayacente se engrose y constituya la placa neural. Las células de la placa forman el neuroectodermo y su inducción representa el evento inicial en el proceso de la neurulación. La neurulación es el proceso por el cual la placa neural forma el tubo neural. Conforme la placa neural se alarga, sus bordes laterales se elevan para formar los pliegues neurales y la región medial hundida constituye el surco neural. De manera gradual, los pliegues neurales se acercan uno a otro sobre la línea media, sitio en que se fusionan. Como consecuencia se forma el tubo neural. Cuando los pliegues neurales se elevan y fusionan, las células en el borde lateral o cresta del neuroectodermo comienzan a separarse de las células vecinas. Esta población celular son las células de la cresta neural. LA CAPA GERMINAL ECTODÉRMICA da origen a: ↪ Órganos y estructuras que mantienen el contacto con el mundo exterior: ⋆ El sistema nervioso central ⋆ El sistema nervioso periférico ⋆ El epitelio sensitivo del oído, la nariz y el ojo ⋆ La epidermis, incluidos el pelo y las uñas ↪ Otras estructuras: ⋆ Las glándulas subcutáneas ⋆ Las glándulas mamarias ⋆ La glándula hipófisis ⋆ El esmalte de los dientes Cresta neural: sistema nervioso periférico, melanocitos… Piel y anejos cutáneos Placa neural: sistema nervioso central Cresta neural: sistema nervioso periférico, melanocitos… Piel y anejos cutáneos Placa neural: sistema nervioso central DERIVADOS DE LA CRESTA NEURAL Tejido conectivo y huesos de la cara y el cráneo Ganglios de la cadena simpática y preaórticos Ganglios de los nervios craneales Ganglios parasimpáticos del tubo digestivo Células C de la glándula tiroides Médula suprarrenal Tabique troncoconal del corazón Células de Schwann Odontoblastos Células de la glía Dermis de la cara y el cuello Meninges (prosencéfalo) Ganglios espinales (de la raíz dorsal) Melanocitos Células de músculo liso para los vasos sanguíneos de la cara y el prosencéfalo  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ⇨ DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL MESODÉRMICA (MESODERMO) Al inicio las células de la capa germinal mesodérmica constituyen una lámina delgada de tejido laxo a cada lado de la línea media. Cerca del día 17 las células en proximidad a la línea media proliferan y constituyen una placa engrosada de tejido conocida como mesodermo paraxial. El mesodermo paraxial forma los somitómeros, que dan origen al mesénquima de la cabeza y se organizan en somitas. Los somitas dan origen al miotoma (tejido muscular), el esclerotoma (cartílago y hueso) y el dermatoma (dermis), todos ellos tejidos de sostén del cuerpo. En un sitio lateral a éste, la capa mesodérmica se conserva delgada y se conoce como placa lateral → mesodermo lateral. El mesodermo de la placa lateral se divide en dos capas: → Capa mesodérmica somática o parietal, reviste la cavidad intraembrionaria. → Capa mesodérmica esplácnica o visceral, rode los órganos Juntas, estas capas revisten una cavidad recién formada, la cavidad intraembrionaria. El mesodermo intermedio conecta al mesodermo paraxial con el de la placa lateral. El mesodermo axial, se trata de la notocorda (organizador) Mesodermo paraxial (somitas): músculo esquelético, huesos Mesodermo axial (notocorda) → organizador Mesodermo intermedio: sistema urinario y genital Mesodermo lateral: corazón, paredes de la cavidad del cuerpo ⇨ DERIVADOS DE LA CAPA GERMINAL ENDODÉRMICA (ENDODERMO) El tubo digestivo es el sistema orgánico principal derivado de la capa germinal endodérmica. El desarrollo el endodermo da origen a las estructuras siguientes: ⋆ Tubo digestivo ⋆ Cubierta epitelial del aparato respiratorio → Pulmones ⋆ Parénquima de las glándulas tiroides y paratiroides, hígado y páncreas ⋆ Estroma reticular de las amígdalas y el timo. ⋆ Revestimiento epitelial de la vejiga urinaria y la uretra → Vías urinarias ⋆ Revestimiento epitelial de la cavidad timpánica y el conducto auditivo. Endodermo: tubo digestivo, páncreas e hígado, pulmones, vías urinarias, glándulas  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ⊳ PÉRDIDA DE POTENCIALIDAD A LO LARGO DEL DESARROLLO EMBRIOLÓGICO La potencia o potencialidad es la capacidad de una célula para diferenciarse/especializarse en otros tipos celulares. A mayor sea la cantidad de tipos en que puede diferenciarse, mayor es su potencialidad. DÍA 1: Blastómeras → TOTIPOTENCIALES Día 5: Células troncales embrionarias (del trofoblasto y embrioblasto) → PLURIPOTENCIALES Día 9: Disco bilaminar Día 15: Células ectodérmicas → MULTIPOTENCIALES (mapa epiblasto) Adulto: Células troncales del adulto → MULTI O MONOPOTENCIALES ⊳ CÉLULAS TRONCALES EMBRIONARIAS Y CÉLULAS TRONCALES DEL ADULTO ⍟ CÉLULAS TRONCALES EMBRIONARIAS: ⍟ CÉLULAS TRONCALES DEL ADULTO: ⌁ Capacidad de división ad eternum (ilimitada) Capacidad de división limitada ⌁ Capacidad de especialización pluripotente Capacidad de especialización multi o monopotente ⊳ BASES EMBRIOLÓGICAS DE LA INGENIERÍA TISULAR Células troncales Señales de diferenciación Andamio/matriz embrionarias o células celular: sobre piel del TEJIDOS troncales del adulto + BMP, FGF, shh, Wnt, Notch… + receptor del tejido = ARTIFICIALES  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II ⊳ TÉCNICAS DE CLONACIÓN TERAPÉUTICA ⊳ DE LA CUARTA A LA OCTAVA SEMANA DEL DESARROLLO ↪ ORGANOGÉNESIS → PLEGAMIENTOS DEL CUERPO Se producen una serie de cambios en los órganos creados mediante ciertos plegamientos, que son cambios morfogenéticos (en la forma del embrión) ⊳ DE LA NOVENA SEMANA DEL DESARROLLO AL PARTO: periodo fetal, crecimiento… A partir de la novena semana, los órganos que han sido formados van a crecer (ya no se especifican). Este periodo finalizará al llegar a la edad adulta. ⊳ TIPOS DE MALDESARROLLO Al principio del desarrollo se producen muchas malformaciones. Cuando ya los órganos están formados, es más raro que haya malformaciones. VENTANAS DE VULNERABILIDAD: son los períodos de tiempo en los que células/tejidos/órganos/sistemas que se encuentran en desarrollo son especialmente sensibles a los efectos que puedan provocar un maldesarrollo. ⋆ MULTIFACTORIAL – 55% Causa desconocida en muchos casos. ⋆ GENÉTICO – 30% - Cromosomopatías, como el Síndrome de Down. - Mutaciones genéticas. ↪ Pueden ser espontáneas o heredadas. ⋆ AMBIENTAL – 15% - Radiación (Chernóbil) - Metales pesados - Alcoholismo materno - Fármacos (talidomida) - Virus (rubeola) - Bacterias (listeria) - Parásitos (toxoplasma) - Enfermedades maternas (diabetes)  CLASE TEÓRICA 6: EMBRIOLOGÍA GENERAL II Las malformaciones se pueden DIAGNOSTICAR PRENATALMENTE: → Ecografía: la primera se hace al acabar el periodo embrionario (organogénesis). Es un estudio morfológico del feto, permite detectar malformaciones visibles. → Amniocentesis: líquido amniótico con células descamadas del feto. → Funiculocentesis: sangre del feto Estos 3 estudios obtienen células del → Biopsia de vellosidades coriónicas de la placenta: tejido del feto. feto para hacer pruebas genéticas. → Marcadores en suero materno: pruebas de cribado poblacional para detectar embarazos de riesgo. IMÁGENES: LANGMAN EMBRIOLOGÍA MÉDICA, 2019 DEVELOPMENTAL BIOLOGY, INTERNATIONAL 12th EDITION  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I DESARROLLO EMBRIOLÓGICO Y ESTRUCTURA GENERAL DE LOS HUESOS. ⊳ DESARROLLO EMBRIOLÓGICO Nodo primitivo organizador general del embrión y especifica los tres ejes corporales y las tres láminas. En general el sistema esquelético se desarrolla a partir del mesodermo paraxial, mesodermo lateral y cresta neural (ectodermo). Organogénesis: Línea El mesodermo se va a dividir en bandas longitudinales. primitiva ⌁ El mesodermo axial forma la notocorda. ⌁ El mesodermo paraxial forma somitas. ⌁ El mesodermo intermedio. ⌁ El mesodermo lateral. DERIVADOS DEL MESODERMO: ⍟ MESODERMO PARAXIAL / SOMÍTICO ROSTRAL Los somitas son bloques independientes del mesodermo paraxial ubicados a los costados del tubo neural y de la notocorda. El número de somitas se usa para determinar/saber la edad gestacional del embrión. ⇨ SOMITOGÉNESIS: A la derecha hay un embrión, en la que se observa una microfotografía. Se observa el tubo neural. Hacia rostral hay unas cuantas somitas especificado y condensados que se han formado y hacia caudal hay banda de mesodermo presomitico (todavía no se han formado los CAUDAL somitas). Los somitas se crean de rostral hacia caudal.  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I El mecanismo de especificación de los somitas en el mesodermo paraxial es muy complejo. ↓ Recibe el nombre de “reloj de segmentación”. (periodicidad temporal, espacial y frontera entre somitas). Los límites entre somitas también se establecen con señales morfogénicas como el ácido retinoico. Según se van formando los somitas mediante señales en el mesodermo paraxial, se van expresando unos genes llamados genes Hox, muy importantes para la morfogénesis de casi todos los animales, y muy importantes para la segmentación del cuerpo. La especificación de los segmentos se hace por los genes Hox. ↪ GENES HOX. Se encuentran en las moscas, en humanos, en lombrices… casi todos los animales del planeta los tienen. Estos genes se agrupan en grupos y están todos en línea, uno detrás de otros. Estos genes determinan los segmentos del cuerpo y lo hacen expresándose y activándose a lo largo del cuerpo en el mismo orden en que se encuentran codificados en el genoma. Van a actuar sobre todo en el mesodermo. ⇨ DIFERENCIACIÓN DE LOS SOMITAS: Se ve que en la línea media se ha formado la Dibujos de secciones transversales de notocorda a partir del mesodermo axial. La embriones humanos, siendo A el más joven y D el más viejo. importancia de la notocorda es que va a ser un inductor muy importante (más importante después del nodo primitivo), y DORSAL además servirá de molde para la columna vertebral. Una parte de cada somita, que se llama DERMATOMA, va a contribuir células que formarán la dermis y la hipodermis de la piel. VENTRAL La epidermis, en cambio, proviene del ectodermo neural. DORSAL La piel es un órgano muy complejo, formado por un derivado del ectodermo (epidermis) y por unos derivados del mesodermo (dermis e hipodermis). Otra parte del somita, el MIOTOMA, se va a especializar en formar músculo esquelético. Una última parte, el ESCLEROTOMA va a VENTRAL formar el cartílago y el hueso. Las células del esclerotoma se van a condensar en torno a la notocorda y el tubo neural para formar las vértebras.  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I ⇨ VÍAS DE SEÑALIZACIÓN QUE ESPECIFICAN LOS SECTORES DE LOS SOMITAS: Las proteínas Sonic hedgehog (SHH) y noggina, secretadas por la notocorda y la placa basal del tubo neural (flechas color verde). Desde el tubo neural también se secretan proteínas WNT y NT-3 (flechas de color azul). Hay otras señales como proteínas morfogenéticas del hueso, la BMP4 que vienen del mesodermo y que van a interactuar también con el somita. ↓ La notocorda emite señales morfogenéticas, como Sonic hedgehog y noggina, que van a actuar sobre el somita induciendo la especificación del esclerotoma. Cuando las células del esclerotoma ya se han especificado, empiezan a expresar un gen, el gen PAX-1. ⍟ FORMACIÓN DE LAS EXTREMIDADES Semanas: 4 5 6 8 En la semana 4 empiezan a aparecer evaginaciones en los lugares del que saldrá cada extremidad. Estas evaginaciones se llaman yemas, que brotan, y a partir ellas se va a desarrollar una extremidad completa, primero las extremidades superiores, y luego las inferiores. Las señales inductivas que dirigen el desarrollo de las extremiades son muy complejas. Se produce una inducción entre el epitelio del ectodermo cutáneo sobre el mesodermo lateral. La cresta ectodérmica apical (CEA) es un grupo de células de ese ectodermo superficial, que se constituye como un organizador y empieza a mandar señales induccivas hacia el mesodermo lateral. De este mesodermo lateral van a salir cartílagos, huesos y articulaciones de la extremiad superior (los músculos vendrán de los somitas y de otras fuentes). Por tanto, la CEA induce la formación de la extremidad enviando al mesodermo subyacente una serie de señales, como la FGF8 o FGF4 (factor de crecimiento). Justo debajo de la CEA se va a formar una zona indiferenciada, y por detrás otra zona que ya se está diferenciando. Es decir, según según la CEA va induciendo el crecimiento de la extremidad, se mantiene debajo de ella un mesodermo que no está aún especificado (sigue indiferenciado). EL ácido retinoico también va a intervenir en este desarrollo de la extremidad. Este se trata del típico ejemplo de INTERACCIÓN EPITELIO-MESÉNQUIMA, donde la CEA del ectodermo superficial induce al mesodermo subyacente para que prolifere y se vaya especificando.  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I TEJIDO CONJUNTIVO/CONECTIVO EMBRIONARIO MESÉNQUIMA (indiferenciado) El tejido conectivo se caracteriza por tener células sueltas en una matriz extracelular. Este tejido conjuntivo embrionario tiene capacidad de proliferar, de responder a las inducciones que envía el CEA. En las extremidades, según este tejido mesenquimatoso se vaya diferenciando, se van a formar unos moldes de cartílago que darán lugar a algunos huesos → OSIFICACIÓN ENDOCONDRAL Se observa: En A (semana 6) que hay unos cuantos moldes de cartílago. Y en C (semana 8) como esos moldes se han desarrollado mucho más y pronto empezarán a osificarse. En la parte distal de la extremidad, nuestras manos se desarrollan como si fuésemos palmípedos (como patos). Al final del desarrollo, entre los dedos se producen unos intensos fenómenos de apoptosis (muerte celular programada), provocando que las membranas que están entre los dedos se desintegren de forma instantánea al recibir unas señales inductivas adecuadas para que se produzca la apoptosis.  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I ⍟ OSIFICACIÓN ENDOCONDRAL EPÍFISIS METÁFIS IS DIÁFISIS METÁFIS IS EPÍFISIS (A) observamos un mesénquima (mesodermo) aún sin diferenciarse. Una vez que se haya especificado se va a formar un molde de cartílago (B). Este molde de cartílago se va a acabar convirtiendo en un hueso, mediante un proceso de osificación endocondral. → En el cuerpo o DIÁFISIS del hueso, se va a formar un centro de osificación primario, en el que la matriz extracelular del cartílago se va a calcificar. Una vez que se haya calcificado, van a entrar vasos sanguíneos y las células cartilaginosas se van a convertir en OSTEOBLASTOS (célula formadora de hueso). *** Los cartílagos no tienen vasos sanguíneos, por lo que va a tener muy poca capacidad regenerativa. → Además, hay dos EPÍFISIS, cada una con un centro de osificación secundario. → Y entre cada epífisis y la diáfisis, se va a formar una METÁFISIS o placa de crecimiento. La placa de crecimiento es una estructura responsable del crecimiento en longitud del huso, por eso no se puede osificar del todo (se necesita conservar un cartílago que se siga reproduciendo y osificando paulatinamente para poder crecer). Una vez que el individuo alcanza la madurez, ya ha alcanzado la longitud completa y ya no crece más, y eso se debe a que las placas de crecimiento ya se han convertido en hueso y la epífisis y la diáfisis se fusionarán. ↓ PLACA DE CRECIMIENTO O EPIFISARIA → CRECIMIENTO LONGITUDINAL DEL HUESO Tiene distintas zonas: ↝ Zona de cartílago en reposo: no hace nada, se mantiene en reposo. ↝ Zona de cartílago proliferativo: durante todo el periodo de crecimiento (infancia y adolescencia), tiene células troncales del adulto monopotenciales que se dividen para producir más células cartilaginosas. ↝ Zona de cartílago hipertrófico: las células cartilaginosas engordan y degeneran. ↝ Zona de cartílago calcificado: la matriz extracelular se calcifica, y una vez calcificada, es invadida por células óseas. ↝ Zona de hueso  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I ⍟ DESARROLLO DE LOS HUESOS → CRESTA NEURAL La cresta neural es una estructura embrionaria que da lugar muchos linajes celulares, entre ellos, a mucho mesénquima. Desde la cresta neural, se producen migraciones masivas de células de ECTOMESÉNQUIMA hacia la cara. LOS HUESOS DE LA CARA TIENEN UN DOBLE ORIGEN: En color azul, se representan los huesos de la cara y del cráneo originados por células mesenquimatosas de la cresta neural. Sin embargo, en rojo, se encuentran los huesos que se originan a partir del mesodermo de los somitas más rostrales. ⍟ OSIFICACIÓN INTRAMEMBRANOSA Algunos de estos huesos (tanto de la cresta neural como de los somitas) no requieren de la formación de un molde gelatinoso (osificación endocondral), sino que tienen una osificación particular: osificación Intramembranosa Mediante esta osificación intramembranosa, se van a osificar los HUESOS PLANOS del CRÁNEO. El mesénquima que forma la dermis y la hipodermis de la piel, que proviene de la cresta neural y tal vez de algunos somitas, se va a diferenciar directamente a hueso sin pasar por la formación de un molde de cartílago.  CLASE TEÓRICA 7: APARATO LOCOMOTOR I ⊳ PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS ANATÓMICAS E HISTOLÓGICAS DE LOS HUESOS ⇨ ESTRUCTURA BÁSICA DEL HUESO El hueso está formado por tejido óseo que es un tejido conjuntivo. El tejido óseo puede ser: → de tipo compacto, como el que se ve en las paredes de la diáfisis. → de tipo esponjoso, como el que se ve en las epífisis o en la diáfisis próxima a las epífisis. Por fuera, el hueso está cubierto de un tejido conjuntivo especializado llamado periostio. En las superficies articulares, está cubierto de un cartílago articular, que es un cartílago de tipo hialino. Por dentro, el hueso está revestido de otro tejido conjuntivo especializado llamado endostio. Va a recubrir la cavidad medular dentro de la diáfisis. ↪ La cavidad medular contiene un tejido llamado tejido hematopoyético de la médula ósea roja → productor de sangre (de células sanguíneas). La médula ósea es tejido adiposo (fuente