Esqueletogénesis PDF

EMBRIOGÉNESIS ESQUELÉTICA / ESQUELETOGÉNESIS CLASE 14-10 El tejido óseo tiene origen mesodérmico, pero de tres linajes diferentes: uno esclerotómico (1), otro del mesodermo lateral somatopleura (2), y el tercero, de células de la cresta neural, células ectomesenquimáticas o ectomesenquimales (3). 1...

EMBRIOGÉNESIS ESQUELÉTICA / ESQUELETOGÉNESIS CLASE 14-10 El tejido óseo tiene origen mesodérmico, pero de tres linajes diferentes: uno esclerotómico (1), otro del mesodermo lateral somatopleura (2), y el tercero, de células de la cresta neural, células ectomesenquimáticas o ectomesenquimales (3). 1 El tejido óseo cuyo linaje deriva del esclerótomo somítico va a formar parte del esqueleto axil (columna, costillas, esternón). El que deriva de la somatopleura del mesodermo lateral, dará origen al esqueleto apendicular. Y el que deriva de las células ectomesenquimáticas, dará origen a huesos del macizo cráneo-facial. 2 3 Con respecto a la osteogénesis, podemos decir que hay dos orígenes:  Osteogénesis membranosa o directa: se da exclusivamente en el esqueleto cefálico a nivel de los huesos de la bóveda craneal y algunos del viscerocráneo. Consiste en un proceso de osificación (depósito de calcio y formación del osteoblasto) a partir de las células mesenquimáticas directamente. Esto quiere decir que no hay una formación de un anágeno o modelo previo. Un ejemplo clásico de este tipo de osteogénesis son los huesos parietales.  Osteogénesis endocondreal, cartilaginosa o indirecta: la formación es a partir de un anágeno o un patrón previo, de naturaleza primeramente mesenquimática. Este blastema mesenquimático (mesénquima indeferenciado presente en la semana 5), durante la semana 6, se diferenciará en condrocitos para formar el anágeno o modelo cartilaginoso que, durante la semana 7, se transformarán para la formación de osteoblastos. Entonces, durante el trascurso de la semana 7, el esqueleto cartilaginoso empieza a transformarse progresivamente en tejido óseo, lo que se ve gatillado por el fenómeno físico de la vascularización. Esto comienza gracias a que llega un elemento arterial a la porción media o diáfisis los huesos largos, región conocida como centro de osificación primario, lo que va a formar un anillo o collar perióstico con la transformación de los condrocitos en los osteoblástos. A la semana 12 ya estarán presentes todos los centros de osificación primarios. En el caso de las epífisis proximales y distales, también llegarán elementos vasculares, pero estos centros serán los centros de osificación secundarios. Todos los centros secundarios se osifican en etapa postnatal, con la excepción del centro de osificación secundario ubicado en la epífisis distal femoral, que empieza a osificarse en la etapa fetal (semana 38-39). Epífisis Se encuentra separada de la diáfisis por una capa de hialino → fisis o placa de crecimiento. Esta placa permite que el hueso crezca en longitud; se osifica entre 17-18 años en mujeres y 18-20 años en varones. Cuando se osifica ya no tiene chance de seguir extendiéndose en longitud. Índice mitótico Todo hueso largo presenta dos anillos de crecimiento (en las dos epífisis): distal y proximal. Los índices de crecimiento son diferentes entre ellos. En el miembro superior las placas epifisiarias con mayor índice mitótico son las que se alejan del codo, mientras que, en el miembro inferior, son las que se acercan a la rodilla. superior, Ejemplo: en el caso del húmero, el anillo de crecimiento más activo es el proximal (80%), mientras que, en la ulna y el radio, los distales (7580%), ya que se encuentran más lejos del codo. Por otra parte, el fémur tendrá su anillo distal más activo (70%), ya que se encuentra en contacto con la rodilla. Esto tiene importancia clínica, sobre todo a nivel de miembro superior; las fracturas más frecuentes son las del tercio distal del antebrazo → estas extremidades se osifican en la adolescencia, por lo tanto, una fractura en esa zona, puede acelerar el proceso de osificación. Esto podría generar un menor desarrollo en comparación al hueso homólogo. Todos los centros de osificación secundarios comienzan a osificarse post natalmente, exceptuando la epífisis distal femoral. Tradicionalmente se acepta que aproximadamente en la semana 39, es observable el núcleo de osificación de la epífisis distal femoral (fémur) y de la epífisis proximal tibiar (tibia). Sin embargo, hay estudios que plantean que ya se puede observar la osificación de la epífisis distal femoral alrededor de la semana 34-35. En esta ecografía podemos observar el núcleo de osificación secundario de la epífisis distal femoral en un feto de 38 semanas. Estamos observando en la imagen inferior el tubo neural con la notocorda por ventral y los somitos por lateral. En el corte frontal podemos ver que los somitos presentan 3 zonas: - - Zona ventral: corresponde al esclerótomo, el cual va a estar constituido por células que en el transcurso de la semana 4 van a migrar para rodear la notocorda y el tubo neural, y así formar el primordio de lo que será la columna vertebral y las costillas (esqueleto axil). Zona dorsal: corresponde al dermatoma y miotoma, es decir el dermamiotomo. En el transcurso de la semana 4 vemos al esclerótomo y cómo sus células comienzan a migrar rodeando a la notocorda y al tubo neural para formar el blastema mesenquimático (da origen a columna vertebral), el cual ya está formado a lo largo de la semana 5, dando fin a este proceso. En la imagen inferior tenemos una secuencia: - - - Semana 4 temprana: vemos el tubo neural totalmente desarrollado y los somitos. Aún no comienza la migración esclerotómica. Semana 4 tardía: está comenzando la migración del esclerótomo en dirección hacia la notocorda y al tubo neural. Esto ocurre específicamente el día 26. Semana 6: posterior a haberse formado el blastema mesenquimático en el transcurso de la semana 5, este se condrifica para formar el esqueleto cartilaginoso de la columna vertebral. Moléculas que intervienen en el somito para que migre el esclerótomo SHH y NOGINA: Son liberadas desde el piso del tubo neural y de la Notocorda. Actúan sobre el sector ventromedial del Somito. Provocan que las células esclerotómicas expresen el PAX1 (también controla condrogénesis) y comiencen a migrar. En resumen, para la formación del esclerótomo y su migración, la SHH y la NOGINA actúan sobre la porción ventro-medial del somito, para que así se manifieste el PAX1 que es el responsable DIRECTO de la migración y condrificación del esclerótomo. Observemos nuevamente una secuencia en la imagen inferior: - Semana 4: Migración esclerotómica que rodea la notocorda (cuerpos vertebrales) y el tubo neural (para formar arco neural). También vemos el dermamiotomo que dará origen a los músculos hipo e hiperaxiales (Músculos zona ventral, dorsal y extremidades) y el dermatomo para la capa profunda de la piel. - Semana 5: En su trascurso tenemos la formación del blastema mesenquimático en el cual los esclerótomos se disponen para formar la futura vértebra cartilaginosa. Cada esclerótomo posee una porción rostral y una porción caudal. La porción rostral tiene una baja densidad celular (células mesenquimales se encuentran de forma laxa), su porción caudal posee una alta densidad celular (células mesenquimáticas concentradas). Entre ambos segmentos se encuentra una interface, una línea divisoria en la cual se encuentra escasez de células, esta línea se denomina fisura esclerotómica o fisura de fon emner. La importancia de esto radica en que aquí se produce el proceso de re-segmentación, que es un proceso migratorio con el objetivo de formar una vértebra definitiva, formada por dos esclerótomos vecinos. Este proceso de re-segmentación consiste en que la región caudal migra longitudinalmente para unirse a la región rostral del esclerótomo subyacente, por lo tanto una vértebra estará constituida por una porción caudal del esclerótomo suprayacente (de alta densidad celular) y por una porción rostral del esclerótomo subyacente (baja densidad celular); este proceso es el que le otorga movimiento a la columna vertebral, esto ocurre ya que los miótomos derivados de los dermamiotomos no se dividen y quedan relacionados a cada esclerótomo. El único modo de que cada miótomo se inserte en dos vértebras vecinas es a través de la resegmentación. Esto ocurre en el transcurso de la semana 5, en la semana 6 se encuentra definida la porción intersegmentaria de cada cuerpo vertebral. - Semana 6: Ya está definida la porción intersegmentaria de los cuerpos vertebrales. En esta imagen se observa lo mismo que en la imagen anterior, se tiene el tubo neural, notocorda, ectodermo, somitos, dermamiotomo (esta resecado), esclerótomo en su porción rostral (baja densidad celular, en amarillo), esclerótomo caudal (en azul), se ve la fisura esclerotómica (separa ambas porciones del esclerótomo). Se ve el cuerpo vertebral, por la migración de la porción caudal que se unirá a la porción rostral. La imagen inferior da muestra de la vértebra proveniente del esclerótomo, la porción caudal es mayor estando en el cuerpo de la vértebra. La porción rostral se encuentra entre vértebras. Esta imagen muestra, en primer lugar, la semana 5 con su etapa blastémica con; los esclerótomos con sus porciones, notocorda, dermamiotomos unidos a cada esclerótomo, arterias segmentarias. En la semana 6 ya se consolida el proceso de re-segmentación, con los cuerpos vertebrales definitivos, donde se ve claramente el componente caudal de elevada densidad y la porción rostral de baja densidad. El disco intervertebral posee un anillo fibroso, derivado del componente caudal del esclerótomo (células mesenquimales) y un núcleo pulposo (células notocordales). Aquí tenemos un resumen de la semana 5, semana 6 y 7. Semana 5: formación de blastema mesenquimático y el desarrollo del proceso de resegmentacion Semana 6: Transformación de las células mesenquimales indiferenciadas en los condrocitos para constituir la formación de los núcleos cartilaginosos y la formación de la columna cartilaginosa semana 7: Transformación de los condrocitos en osteoblastos para comenzar con la formación de la columna ósea con los denominados núcleos de osificación primarios Puntos Osificación primarios (semana 7) A nivel de la columna existen 3 puntos de osificación primarios. Una se ubica en el cuerpo vertebral y los otros dos rodean el foramen vertebral, ubicados en los arcos vertebrales. Centros de osificación secundarios Se describen en una vértebra 5 centro de osificación secundarios, 2 que corresponden a los rodetes anulares (superior e inferior), relacionados con los cuerpos vertebrales, otros 2 relacionados con los vértices de los procesos transversos y 1 en el vértice del proceso espinoso. En el nacimiento se han ido osificando los centros de osificación primarios y los secundarios se osifican post nacimiento, es por esto que recién nacido se puede observar en una vertebra o columna vertebral porciones cartilaginosas como, por ejemplo: el vértice del proceso espinoso. Sincondrosis neurocentral: Existen las sincondrosis neurocentral que consiste en una articulación entre el centro de osificación primario ubicado en el cuerpo con los centros de osificación secundarios ubicados en los arcos vertebrales, esta articulación permite el crecimiento en sentido ventrodorsal de la columna vertebral. Tenemos una vértebra joven, tenemos articulación sincondrosis neurocentral en la cual el arco central se une o sinostosa con el cuerpo, entre los 3 y 7 años se osifica y produce la sinostosis de la sincondrosis neurocentral, en tanto que, en el sector posterior a nivel del proceso espinoso, la fusión se produce entre el primer y tercer año. La importancia es que las líneas o articulaciones neurocentrales al examen radiográficos aparecen estas líneas llamadas líneas hipotensas que pueden ser confundidas con fractura, es fundamental saber la edad del paciente, ya que de 3 a 7 años es posible encontrar sincondrosis que no se han sinostado, es normal hasta los 7 años. Posterior se produce la sinostosis, formándose las líneas esclerosadas en que la articulación se osifica Los centros de osificación secundarios comienzan a osificarse después del nacimiento y se unen con las otras vertebras alrededor de los 18 años los centros de osificación secundarios de los vértices de los procesos transversos, en el caso del vértice del proceso espinoso se une alrededor de los 20 años y en el caso de los rebordes anulares tanto superior como inferior se une al cuerpo a los 25 años. Esto ocurre en una vértebra tipo, lo cual corresponde a las vértebras torácicas A nivel de las vértebras cervicales no existen 5 puntos de osificación secundarios, solamente hay 2 puntos que corresponden a los rodetes anulares superior e inferior. En el caso de una vértebra torácica hay 5, los rodetes anulares superior e inferior, vértice los procesos transversos y por ultimo vértice del proceso espinoso A nivel de una vértebra lumbar son 7, además de los 5 anteriormente mencionados se agregan 2 más que corresponden a los tubérculos mamilares. En el caso de la columna Sacra (formada por la sinostosis de las 5 vertebras Sacras), acá los puntos primitivos son 21 y los puntos secundarios son 19. El cierre de los Arcos Sacros se da entre los 3 a 6 años en un sentido Cráneo-Caudal (arriba hacia abajo) y la Sinostosis de los cuerpos (osificación y la posterior soldadura) se da entre los 14 y 25 años en sentido Caudo-Craneal (abajo hacia arriba). Por lo tanto, la presencia de una Dehiscencia Sacra (línea roja), es decir, que no se cierren los Arcos Sacros, persistiendo esta no fusión que debería estar cerrada alrededor del 6to año de vida. En algunos casos el Hiato Sacro que corresponde a la 5ta Vertebra Sacra, pero en algunos casos se proyecta más hacia craneal, significa que ese sector no se cerró, no trae mayores consecuencias, incluso cuando encuentran esta Dehiscencia Sacra es un hallazgo clínico sin manifestación patológica. La Clavícula es un hueso muy singular, porque es el único hueso poscraneal que tiene una osificación membranosa. Los huesos mesenquimáticos o membranosos se encontraban al nivel de lo que es cabeza, bóveda craneana y viscerocraneo, pero el único hueso del esqueleto poscraneal que tiene un origen membranoso es la Clavícula, los demás es endocondral, además que este hueso presenta otra particularidad y es que es el primer hueso que comienza su osificación y a la vez es el último que termina de osificarse. Tiene 1 punto de osificación que se empieza a desarrollar en la semana 5 (Semana 5: formación del blastema mesenquimático), entonces en esta semana la Clavícula ya a comenzado a osificarse. Posee un punto secundario que corresponde a su extremidad medial o esternal que aparece alrededor entre 22-25 años de edad, la cual se une al resto de la Clavícula finalizando el proceso de osificación alrededor de los 30 años, es decir, inicia su proceso de osificación en la semana 5 y finaliza alrededor de los 30 años, recordar que es de origen Mesenquimático (Osificación directa). En algunos casos raros puede haber una Agenesia o Hipo desarrollo de la Clavícula, este no desarrollo de la Clavícula también esté asociado con algunas alteraciones de desarrollo de huesos membranosos. En este caso tenemos una frente muy abombada, un puente nasal muy ancho haciendo que los ojos estén mas separados de lo normal denominado Hipertelorismo. Este cuadro se denomina Disostosis Cleidocraneal, que no está asociado a ningún trastorno mental ya que simplemente es la no presencia de Clavícula y alteración de los huesos membranosos. En este paciente con este cuadro, está aproximando los hombros y en la radiografía se ve la ausencia de la Clavícula. En el caso de las Costillas, posee 1 punto de osificación primario que se forma en el transcurso de la semana 6 y tiene 3 puntos de osificación secundario (1 para la cabeza costal y 2 para lo que es el tubérculo costal) y todo esto se Sinostosa entre los 16-20 años. El Esternón comienza a formarse en el transcurso de la Semana 5 con el Blastema Mesenquimático en que se ven dos bandas esternales, más lo que será el futuro mango del Esternón con una porción central denominado Presternón y dos laterales denominados Supraesternón. En la semana 6 comienzan a condrificarse y finalmente comienza a desarrollarse la estructura ósea con la formación de las denominadas Esternebras que son e l número de 4 tal como se ve en la imagen, más el mango y también la formación del proceso xifoides. Existen situaciones en el cual no se produzca la unión de las Esternebras, estas que se van Sinostosando para formar el cuerpo del Esternón, pero en este caso no se realiza de forma completa, como lo es este caso quedando una separación del Esternón quedando comprometido el mango del Esternón y la Esternebra. En este caso no hay una fusión, está totalmente separado. En este caso, observamos una situación Sindrómica extrema denominada Ectopia Cordis (Ectopia: fuera de lugar), como podemos observar el Corazón queda externamente al tórax debido a la no formación del Esternón y de una parte importante de la Jaula torácica. Es Sindrómica, porque este asociado a una seria de malformaciones como el labio fisurado, pabellón auricular mal formado y otras anomalías. Es incompatible con la vida, solo vive en el útero.