Embrioloxía # Embriología

INTRODUCCIÓN
HISTORIA DA EMBRIOLOXÍA
O primeiro autor que fixo estudios embriolóxicos foi Aristóteles, que estudiando o desenrolo do ovo descubriu
que o primeiro que se pode observar é a formación do corazón. Foi tamén o primeiro en emprega−la palabra
morfoxénese. Logo de Aristóteles ninguén maís estudiou o desenrolo embrionario ata o século XVI. Hai
catrocentos anos o estudio da anatomía extendeuse ós embrións, recuperáronse os traballos de Aristóteles e
repetíronse os seus experimentos cos ovos.
No século XVII, Harvey descubriu o que él chamou ovos de mamíferos (en realidade, o que Harvey observou
eran embrións), o que o levou a afirmar que tódolos animais se desenrolan a partir dun ovo. Esta idea
extendeuse rápidamente e tivo unha gran aceptación.
No século XVIII xurden dúas escolas antitéticas respecto ó papel do macho e da femia no desenrolo dun novo
individuo. A escola animalista consideraba que era o espermatozoide o responsable da formación do xérmolo
que daría lugar ó novo ser, mentres que os ovistas afirmaban que o papel principal correspondía ó óvulo. No
ano 1760, o abade Bonet estudiou o desenrolo dos pulgóns, descubrindo que había femias que poñían ovos
dos que só nacía femias, é dicir, descubriu a partenoxénese. A fins de século, Spallanzani chegou á conclusión
de que os espermatozoides non eran necesarios, logo de traballar con ovos de ra sen fecundar e comprobar que
se desenrolaban embrións a pesar de todo.
Na mesma época, Wolfe estudia o desenrolo do ovo do polo, e descubre que neste proceso as distintas partes
se desenrolan progresivamente e que non están preformadas, como se pensaba ata o momento. Introduce
ademáis os termos de epixénese e follas embrionarias.
Von Baer foi o primeiro en realizar estudios de embrioloxía comparada, descubrindo que os embrións dos
distintos animais son moi semellantes nas primeiras fases do desenrolo. Haeckel enunciou a súa lei
bioxenética baseándose nestas observacións, afirmando que os embrións, ó longo do desenrolo, van pasando
por estadíos que reproducen a historia evolutiva do grupo animal ó que pertencen.
No ano 1850, Hertwig describiu a fecundación nos ourizos de mar. Trinta anos despois, Driech comezou os
traballos de embrioloxía experimental. Lesionando unha das células dun embrión bicelular, e observando
como proseguía o desenrolo formulou as súas hipóteses do desenrolo en mosaico, e do desenrolo regulativo.
Os primeiros estudios acerca da química do desenrolo embrionario foron realizados por Needham, discípulo
de Brachet.
PRINCIPAIS PROCESOS DO DESENROLO
O embrión fórmase a partir dunha célula única, o cigoto, resultado da fusión dos gametos na fecundación. Os
gametos son células extremadamente especializadas formadas nun proceso complexo denominado
gametoxénese. A embrioxénese ou desenrolo embrionario é un proceso lento non que se poden marcar varias
etapas. Estas etapas pódense identificar nun considerable número de especies moi diferentes e son as
seguintes:
• Segmentación: nesta primeira fase o cigoto divídese rápidamente ata acada−lo estado de blástula.
• Gastrulación: as divisións ralentízanse e realízanse cambios posicionais das células, que se dispoñen en
dúas ou tres capas para forma−la gástrula.
• Organoxénese: as células das capas embrionarias asócianse para forma−los órganos do futuro individuo. A
organoxénese de vertebrados tamén se denomina neurulación, e o embrión desta etapa recibe o nome de
1
néurula.
• Morfoxénese: esta última etapa leva á formación e caracterización dos rasgos do novo individuo.
O paso do individuo á vida libre, ou nacemento, pode realizarse de dous xeitos: en animais que se desenrolan
no interior dun ovo ten lugar a eclosión; en animais que non teñen ovos o nacemento ocorre mediante parto. A
partir de aquí o desenrolo do individuo pode continuar de forma directa ou ben pode pasar aínda por varias
etapas intermedias ata acada−lo estado adulto. Cando o desenrolo embrionario non orixina directamente un
adulto, senón que da paso a un estado larvario falamos de desenrolo indirecto. Nestos casos, para acada−la
etapa adulta o individuo debe sufrir unha metamorfose.
Coa fecundación e formación do cigoto comeza un proceso de especialización das células conforme estas se
dividen. Este proceso de citodiferenciación non implica a reordenación do xenoma. O xenoma de tódalas
células dun individuo é o mesmo independientemente da súa espcialización, a expresión diferencial dos xenes
é a que determina a diferenciación das células.
A GAMETOXÉNESE
Weissman foi o primeiro en falar dunha segregación de plasmas contidos en ovos, que se especializan para dar
lugar á formación dun novo individuo, e citoplasmas propiamente ditos. Así, nun embrión distinguiríanse dúas
liñas celulares: a liña xerminal transmitida de xeración en xeración e que formaría as gonias; as liñas
somáticas, que constitúen o soporte da liña xerminal.
Posteriormente, demostraríase a existencia dunha liña celular que, diferenciándose moi pronto no embrión do
resto das liñas somáticas, darían lugar ós gametos. Estas células xerminais migran ás gónadas, onde se
diferencian e multiplican. As gonias divídense por mitose, diferenciándose en novas gonias e outras células
que se dividirán por meiose e se especializarán para dar lugar ós gametos.
A OOGAMIA
A forma e, consecuentemente, o proceso de formación dos gametos varían segundo o tipo de fecundación, o
que depende básicamente do grupo ó que pertenza un organismo. A oogamia é o tipo máis común de
fecundación. Os gametos que participan na oogamia son moi diferentes. O gameto masculino, ou
espematozoide, soe ser pequeno, móbil, e prodúcese en grandes cantidades. Por outra banda, o gameto
feminino, ou oocito, é unha célula moi grande, que almacena no citoplasma unha gran cantidade de sustancias
nutritivas e orgánulos, co fin de que o cigoto se desenrole rápidamente.
A liña xerminal masculina:
As células xerminais desprazadas ás gónadas forman as gonias, que comezan a multiplicarse intensamente.
Esta proliferación comeza xa no período prenatal, pero é moito máis importante na etapa adulta. A
continuación teñen lugar as divisións meióticas, que orixinan catro espermátidas. A fase de especialización
ten lugar agora, sendo as espermátidas haploides as que se diferencien en gametos masculinos. O proceso de
formación dos gametos masculinos denomínase espermioxénese.
A liña xerminal feminina:
As células xerminais diferenciadas no embrión acadan a gónada e alí multiplícanse. Así, a etapa de
proliferación é prenatal, o desenrolo dos gametos terá lugar posteriormente. Tra−lo nacemento, as células
xerminais sufren só un par de divisións meióticas formando tres ou catro células, un gameto e varios
corpúsculos polares. O proceso de crecemento e diferenciación, é dicir, a propia especialización do oocito, ten
lugar en fase diploide. Habitualmente esto ocorre nun período especial durante a profase I. En moitos animais
o oocito pode ser fecundado mesmo antes de completa−la meiose. O proceso de formación dos gametos
2
femininos chámase ooxénese.
A ESPERMATOXÉNESE
As unidades funcionais das gónadas masculinas ou testículos, son os tubos seminíferos. Os espermatozoides
producidos durante a espermatoxénese van parar á luz destos tubos. Nas paredes do tubo atopamos células
somáticas (células de Sertoli) que colaboran na espermatoxénese. As células somáticas rodean ás células
xerminais, que se atopan en distintas etapas de diferenciación segundo a súa posición. As células máis
periféricas son gonias que aínda non realizaron a meiose. Os tubos están rodeados doutros compoñentes
somáticos, coma as células de Leydig productoras de hormonas.
As gonias proliferan por mitose, dando lugar a novas gonias de reserva e máis a outras células destinadas a
diferenciarse en gametos. Distínguense varios tipos de gonias:
• Gonias A: son gonias primitivas ou células nai. Á súa vez divídense en gonias Ad (escuras), e gonias
Ap (pálidas).
• Gonias B: son células preleptoténicas, preparadas para realiza−la meiose e diferenciarse en gametos.
Cando unha célula gonial se divide normalmente non remata a citocinese, polo que quedan unidas por grandes
pontes citoplasmáticas. Na proliferación as células quedan unidas formando unha cadea, de xeito que durante
o desenrolo posterior se comportan coma un sincitio. Nalgúns vertebrados estas células forman agrupacións
denominadas cistes, nas que tódalas células están na mesma fase.
Durante a meiose as células soen aumentar de tamaño, e habitualmente detéñense durante bastante tempo no
paquiteno. Estos cambios implican unha especialización funcional da célula. A segunda división meiótica é
máis rápida, e as espermátidas orixinadas son células relativamente normais que sufriran os principais
procesos de diferenciación.
O proceso de diferenciación:
A diferenciación comeza cun importante desenrolo do AG. Nesta fase distínguense dous centriolos formando
un centrosoma. No AG comeza un porceso de formación de vesículas que se van fusionando para formar
outras maiores. Estas vesículas adhírense á membrana nuclear para forma−lo acrosoma.
Posteriormente, comeza a formarse o flaxelo. Un dos centriolos asóciase á membrana citoplasmática e induce
a formación do flaxelo, en principio independente do núcleo, pero a medida que a espermátida vai madurando,
a base do flaxelo invaxínase ata contactar coa membrana nuclear, fixándose á mesma.
O núcleo tamén sufre cambios. Comeza a alongarse pola acción dun gran número de microtúbulos que o van
rodeando, ó tempo que a cromatina se condensa. Ó mesmo tempo, as mitocondrias asócianse á base do
flaxelo. Por último, o citoplasma é eliminado nunha única gota.
Algunhas curiosidades:
Os espermatozoides son células moi especializadas e que evolucionaron en función do grupo animal ó que
pertencen, de tal xeito que se poden empregar para establecer relacións de parentesco entre distintos grupos.
Moitos organismos mariños teñen espermatozoides menos complexos que únicamente contan co núcleo, o
acrosoma, un par ou dous de mitocondrias e un flaxelo sinxelo. Este tipo de espermatozoides poida que sexan
os antecesores da ampla diversidade existente hoxe. Tamén existen espermatozoides aflaxelados que se
moven mediante movementos de tipo ameboide. Habitualmente, este tipo de espermatozoides participan en
procesos de fecundación interna, mentres que os espermatozoides flaxelados interveñen en fecundacións
3
externas.
Nalgúns gasterópodos, os grupos de gonias unidos polas pontes citoplasmáticas forma dúas estructuras: o
espermatozoide apireno, no que se acumula a meirande parte do citoplasma; e o espermatozoide eupireno,
que é coma unha cola do espermatozoide apireno, que da orixe ós espermatozoides propiamente ditos.
A OOXÉNESE
No proceso de formación dos gametos femininos prímase o tamaño, en concreto a acumulación de reservas
para mante−lo cigoto nas primeiras fases do desenrolo. Na ooxénese, a diferenciación e especialización ten
lugar na profase I, é dicir, en fase diploide antes de remata−la meiose. Esta diferenciación é moi lenta,
podéndose alongar durante anos.
O proceso de diferenciación:
O ovocito que entra en meiose experimenta un considerable aumento de tamaño. Tamén o núcleo aumenta o
seu volumen, de feito, os primeiros obsrvadores denominaron ó núcleo destos ovocitos vesícula xerminal.
Outro dos cambios apreciables a nivel do núcleo é a amplificación xénica, destinada fundamentalmente a
aumentala producción de ARNr. Consecuentemente, pódese observar nestas células un considerable número
de nucleolos de gran tamaño. A síntese de ribosomas é igualmente moi elevada. Estos ribosomas almacénanse
no citoplasma para ser empregados posteriormente, nas primeiras fases do desenrolo embrionario. Así, o
cigoto pode dividirse moi rápidamente ó non precisar sintetizar el mesmo todos estos compoñentes. En
ocasións, a producción destos ribosomas está a cargo de células axudantes que rodean ós ovocitos, que se
limitan a capta−los ribosomas xa formados.
O núcleo dos ovocitos non deixa de producir ARNm e ARNt nesta fase. Para poder levar a cabo este traballo
os cromosomas adquiren unha estrucutra característica, son os cromosomas plumosos. Moitos dos ARNm
sintetizados nesta etapa son de vida longa, e acumúlanse no citoplasma á espera de ser empregados cando
comece o desenrolo embrionario.
Ademáis de ribosomas tamén experimentan un considerable crecemento o AG, o RE e mailas mitocondrias. É
frecuente que os orgánulos se dispoñan arredor de áreas determinadas chamadas núcleos vitelinos, que
xeralmente se forman pouco antes de que os orgánulos se repartan pola célula. Coincidindo con estos procesos
comeza a formación do vitelo.
O vitelo está constituído por materiais de reserva de diversa natureza. Poder ser glucídico, lipídico ou proteico
e é fácil de observar. É habitual que os vitelos proteicos se acumulen na forma de grans densos, ás veces de
tipo cristalino, o que reduce considerablemente o seu volume. Estas proteínas poden ser producidas polo
propio oocito, pero noutros casos son producidas por células axudantes próximas. O vitelo almacénase de
xeito ordenado, dende o centro cara o exterior da célula. En vertebrados, a producción destas proteínas
depende do fígado. A este órgano chega un sinal específico que induce a síntese de viteloxenina, que é
transportada polo sangue ata o ovario, onde é captada mediante pinocitose polo oocito. En anfibios a
viteloxenina rómpese en fosvitina e lipovitelina. Tamén nos insectos a síntese de viteloxenina se realiza
noutros órganos separados das gónadas. Os ovocitos que producen o seu propio vitelo formarán ovos
pequenos, mentres que os outros dan lugar a ovos e embrións maiores.
Na última fase de diferenciación do oocito, a partir do AG fórmanse unhas granulacións, os gránulos
corticais, que conteñen proteínas. Esto pódese considerar un sinal da maduración do oocito, que xa está
preparado para ser fecundado.
Por último, rodeando ó oocito fórmanse as cubertas do ovo, que poden ser producidas por distintas partes do
organismo: ben polo propio ovocito; por células axudantes denominadas células foliculares; ou ben por outras
4
estructuras externas ó ovario. As cubertas primarias, tamén chamadas membrana vitelina, son finas e están
formadas por glucoproteínas. Normalmente, durante a fase de formación son atravesadas por
microvellosidades da membrana celular, o que lles da un aspecto estriado. As cubertas secundarias teñen unha
consistencia xelatinosa, e son formadas polo propio oocito e as células foliculares. Estas cubertas, tamén
chamadas corion, poden estar moi especializadas, e ás veces permiten a posta do ovo mesmo en ambientes
aéreos. O corion presenta a miúdo pequenas aberturas ou micropilos para permiti−la entrada do
espermatozoide. As cubertas terciarias engádense habitualmente logo da fecundación, mentres o oocito
descende polo oviducto. No ovo de galiña, por exemplo, engádense o albúmen, a membrana da cáscara e
maila cáscara.
Os oocitos que forman o seu propio vitelo son máis pequenos. Estos isolecitos soen presentar unha polaridade,
debida a que os grans de vitelo se acumulan nun área determinada da célula, que é máis densa. Distínguense
así dous polos na célula: o polo animal, onde sse atopa o citoplasma e o núcleo; e o polo vexetativo,
constituído fundamentalmente polo vitelo. Algúns isolecitos poden xerar pigmentos e outras características
particulares.
Cando os oocitos almacenan maiores cantidades de vitelo soen estar axudados por células somáticas, que
colaboran na formación do folículo. Estos oocitos soen presentar microvellosidades que favorecen a relación
coas células axudantes e interveñen na formación das cubertas do ovo. Estos ovos, típicos dos anfibios,
reciben o nome de mesolecitos.
Cando o ovo almacena enormes cantidades de vitelo denomínase telolecito. Nun ovo de ave o citoplasma
activo apenas representa unha fracción mínima de todo o volumen do ovo. O núcleo sitúase no denominado
núcleo de Pader, mentres que o citoplasma exténdese cara o centro na látebra de Purkinje. O vitelo ocupa o
resto do ovo. O crecemento dos telolecitos e mesolecitos é moito maior que no caso dos isolecitos. Por
exemplo, os ovos de ra tardan ata tres anos en completarse, mentres que na galiña apenas se precisan tres
semanas, realizándose o principal aumento de volume en só 7−8 días.
Os ovos dos insectos:
Os ovos dos insectos son bastante distintos. Os ovarios presentan unhas unidades funcionais denominadas
ovariolas. Dentro destas ovariolas obsérvase un grandente entre os extremos. No extremo cego atópanse as
gonias. Nas ovariolas panoísticas cada gonia da lugar a un óvulo. En insectos máis evolucionados as gonias
diferéncianse en dous tipos distintos de células, por un lado as células nodriza, e por outro os oocitos. Nas
ovariolas telotróficas ou mesoísticas, as células nodriza quedan unidas por cordóns citoplasmáticos ós oocitos.
Nas ovariolas politróficas obsérvanse agrupacións de células somáticas e xerminais, en concreto 16 células
xerminais rodeadas de células foliculares. Só unha das células xerminais, a máis próxima ó polo basal da
ovariola se desenrolará nun ovo. Neste oocito tense comprobado que apenas se sintetiza ARN, pero tanto nas
células nodriza coma nas foliculares a síntese dest AN é moi intensa. Os ovos maduros teñen o vitelo no
centro, mentres que o citoplasma forma unha capa arredor. Este tipo de ovos denomínanse centrolecitos. As
células foliculares formarán as cubertas do ovo.
Os ovos dos mamíferos euterios:
Os ovos dos mamíferos euterios teñen pouco ou ningún vitelo, denomínanse por esto alecitos. A ausencia de
vitelo non representan ningunha desvantaxe, pois nestos animais os ovos desenrólanse en ambientes
protexidos. O desenrolo dos alecitos presenta semellanzas co desenrolo dos ovos das aves: existen moitas
células auxiliares, e aínda que o propio oocito é moi pequeño o folículo pode acadar un tamaño considerable.
Nun ovario de mamífero o oocito e as células foliculares, xunto con outras células que forman diversas
envolturas, evolucionan xuntos nun proceso moi complexo. Os oocitos primarios xa en fase meiótica están
rodeados dunha única capa de células foliculares cuboides. Ó medrar, as células foliculares comezan a
5
fabricar lípidos, que se acumulan nuns espacios denominados antros. Dende este momento os folículos pasan
a chamarse folículos antrais. Na seguinte estapa, os folículos presentan unha nova capa formada por un gran
número de células de células foliculares redondas, coma grans, polo que ó ovo nesta fase soe chamárselle
folículo de granulosa, pero normalmente denomínase como folículo de Graaf. Nesta fase, o oocito sitúase no
cúmulo oóforo, e as células que o rodean forman coma unha coroa precisament denominada coroa radiada.
Arredor do folículo as células do estroma do ovario especialízanse e adhirense ó mesmo para forma−la teca.
Hai dous tipos de tecas: a interna, vascularizada e unida ás células foliculares, que produce esteroides; e a teca
externa, que se forma máis tarde, constituída por células contráctiles. Poucos folículos completan o seu
desenrolo, e a maioría atrófianse nun proceso denominado atresia folicular.
Maduración:
Coa viteloxénese non remata o proceso de maduración do oocito, senón que faltan aínda algunhas etapas
finais nas que se producen fundamentalmente cambios no núcleo, co fin de prepara−lo ovo para a
fecundación. O oocito pode quedar bloqueado nesta etapa, en profase I, durante moitos anos. Este bloqueo
débese a que non se forma o FPM.
En amfibios precísase dun impulso hormonal para a síntese do FPM, a proxesterona é o sinal específico que
estimula ó oocito para que condense os cromosomas. O núcleo sitúase no polo superior xunto á membrana e
forma un huso polar e máis unha placa metafásica. A división que ten lugar é moi desigual, dando lugar á
formación do primeiro corpúsculo polar. O núcleo do oocito chega ata a metafase II e queda bloqueado de
novo. A fecundación fará saír ó oocito deste segundo bloqueo.
Noutros casos, a maduracion do oocito non parece ter unha regulación hormonal. No ourizo de mar é a saída á
auga o que fai que o oocito madure, e no momento da fecundación xa ten completado as división meióticas.
Regulación hormonal da maduración en mamíferos:
En mamíferos, o control do desenrolo dos folículos está regulado por varias hormonas interdependentes unhas
das outras. No cerebro fórmanse os factores liberadores das gonadotropinas (GnRH). A liberación desta
sustancia ten lugar no hipotálamo, e a GnRH é transportada polo sangue ata a hipófise. As células
gonadotropas da hipófise fabrican liberan dúas hormonas: a LH (luteotrópica), e maila FSH (estimulante dos
folículos). Estas hormonas son transportadas polo sangue por todo o corpo.
Nos ovarios (e tamén nos testículos) tamén hai células que sintetizan hormonas. As células da granulosa e as
da teca interna dos folículos segregan hormonas esteroideas (estradiol e proxesterona) que interveñen na
maduración. O estradiol é quen de regula−la acción das células do hipotálamo e maila hipófise. As células da
granulosa posúen receptores para a FSH, mentres que a LH actúa sobre as células da teca interna. Esta última
é a principal desencadeante da secreción de estróxenos e proxesterona. Nos testículos a FSH actúa sobre as
células de Sertoli, que producen proteínas de ligado de andróxenos e dihidrotestosterona. A LH estimula as
células de Leydig, que producen testosterona, regulando a acción da hipófise.
O sistema de acción das hormonas nos ovarios regúlase mediante os cambios de concentración das hormonas
no sangue, ó longo dun ciclo aproximado de 28 días:
As células da granulosa comezan a proliferar baixo a influencia da FSH. Como consecuencia aumenta a
secreción de extradiol, o que inhibe a secreción de FSH. Este é un momento crucial na maduración dos
folículos. Ó diminuí−la concentración de FSH os folículos compiten entre sí, e moitos entran na atresia
folicular, madurando só unha pequena fracción de tódolos folículos orixinais. Tanto no ovario coma na
hipófise hai outras células que segregan diversas sustancias, pertencentes ó grupo dos factores tróficos
transformantes (TGF), que tamén participan na regulación da maduración.
6
Formación do endometrio. A formación do endometrio dos mamíferos é un proceso primordial estreitamente
relacionado coa maduración do oocito. A mucosa uterina é un epitelio moi especializado coa función de
aloxa−lo embrión. Os cambios hormonais que regulan a maduración dos folículos afectan tamén ó desenrolo
do endometrio. A medida que avanza o ciclo, as glándulas uterinas vanse reconstruíndo e recupérase o
estroma. Nas dúas semanas que dura este proceso ten unha importancia vital a concentración de estróxenos. A
proxesterona induce ás glándulas a segregar mucosa. No caso de que exista un embrión, este fíxase á mucosa
e xera sinais que impiden que os niveis de proxesterona e LH caían, facendo que se manteña o endometrio. En
canso contrario, a caída da LH e maila proxesterona desencadean a dexeneración do endometrio.
A FECUNDACIÓN
TIPOS DE FECUNDACIÓN
O método empregado para a fecundación dependerá moito do tipo de organismo, ou mellor dito, do hábitat no
que se atope. Fundamentalmente, a maioría dos organismos acuáticos realizan unha fecundación externa.
Nestos casos, os ovos posúen cubertas sinxelas, e os gametos liberados directamente á auga atópanse por
casualidade. Con todo, os organismos teñen enxeñado artellos para aumenta−la probabilidade de que os
gametos se atopen, por exemplo sinais químicos que posibilitan que a liberación de óvulos e espermatozoides
esté sincronizada. As femias dos teleosteos poñen os ovos, e despois, os machos soltan o esperma sobre eles.
Os animais que empregan a fecundación externa soen ser ovíparos.
A fecundación interna é empregada tanto por animais ovíparos coma vivíparos. Nestos casos, os ovos teñen
cubertas máis complexas. O esperma soe introducirse nas vías xenitais femininas mediante diversos métodos
ou órganos. Hai organismos acuáticos, coma as quenllas ou as raias, que teñen desenvolvido sistemas de
fecundación interna. A vantaxe principal da fecundación interna é a de que os gametos están menos dispersos,
nun entorno protexido, o que aumenta considerablmente a probabilidade de que se atopen e a fecundación
teña lugar.
O MECANISMO DA FECUNDACIÓN
A capacitación:
En fecundacións externas, os espermatozoides liberados directamente á auga poden nadar dende o primeiro
momento. Nembargantes, en fecundacións internas tense comprobado que os espermatozoides deben pasar
por un proceso que habilite a súa capacidade fecundante. Nos mamíferos, esta capacidade adquírena no
traxecto polas vías xenitais femininas, e as albúminas semellan cumprir unha función importante neste
proceso, que recibe o nome de capacitación.
Análises detallados da composición da membrana plasmática teñen revelado que o contido de colesterol é
menor cando os espermatozoides entran en contacto coas vías xenitais femininas. A albúmina semella se−la
responsable da perda de colesterol da membrana dos espermatozoides, que deste xeito tería unha maior
movilidade, o que consecuentemente afectaría ós movementos do espermatozoide.
A selección do espermatozoide:
Non se coñecen moi ben os mecanismos responsables de que un só de millóns de espermatozoides sexa o que
fecunde ó ovo, pero non se pensa que a velocidade dos gametos sexa relevante. De feito, a velocidade dos
espermatozoides é mínima, e a musculatura do útero colabora activamente no seu desprazamento. Por outra
banda, tense comprobado que os movementos dos espermatozoides non son completamente aleatorios.
Estudiando ós hidrozoos, puido comprobarse que dependendo do grado de madurez do ovo, este resultaba
máis ou menos atractivo ós espermatozoides. Finalmente, comprobouse que os óvulos maduros producían
unha pequena proteína, de só 14 aminoácidos e chamada resact, que atraía ós espermatozoides.
7
Os hidrozoos son organismos acuáticos que se reproducen mediante fecundación externa. En mamíferos e
outros animais con fecundación interna non se ten comprobado a existencia de sinais semellantes. É posible
que existan, pero tamén pode ser que as vantaxes da fecundación interna fagan innecesarios estos
mecanismos, que na fecundación externa teñen unha importancia crucial.
O contacto entre o espermatozoide e o óvulo:
No ourizo de mar:
Cando o espermatozoide toca as cubertas do óvulo desencadéanse unha serie de cambios. Este proceso foi
estudiado profundamente no ourizo de mar. O óvulo do ourizo de mar ten dúas cubertas: a envolta vitelina,
que é a máis interna e delgada; e a ganga, en contacto co exterior e moito máis grosa. O contacto do
espermatozoide coa ganga produce unha reacción na cabeza do mesmo. A reacción acrosómica consiste na
exocitose da vesícula acrosómica. O contido desta vesícula inclúe enzimas líticos que degradarán as cubertas
do ovo. Para que teña lugar a exocitose parece que se precisan certos cambios de pH, potencial de membrana
e outros por parte dos gametos. Comprobouse que se se retiran as cubertas dun ovo fértil a fecundación non
ten lugar, pois os espermatozoides non son atraídos polo óvulo.
O material periacrosómico, constituido fundamentalmente por actina sen polimerizar tamén sufre cambios. A
actina polimerízase e pasa da forma globular á fibrosa. Este cambio resulta na formación dun apéndice ou
prolongación acrosómica, que medra a través das cubertas polo oco formado polas enzimas do acrosoma.
Este apéndice está forrado pola membrana da vesícula acrosómica, que na exocitose se fundiu coa membrana
plasmática do espermatozoide. Esta rexión concreta da membrana posúen unha proteína característica, a
bindina, para a cal existen receptores na envolta vitelina.
Cando a prolongación acrosómica contacta coa membrana plasmática do óvulo as membranas dos gametos
fusiónanse. Neste proceso interveñen certas proteínas fusoxénicas. O canal así formado permite a entrada do
núcleo e algúns orgánulos do espermatozoide no óvulo.
En mamíferos:
A fusión do óvulo e mailo espermatozoide tense estudiado en detalle nos ratos. O óvulo dos mamíferos está
rodeado por unha cuberta denominada zona pellucida, rodeada á súa vez por células foliculares da granulosa.
A disposición en epitelio destas células é a razón de que se coñeca como corona radiata. Para realiza−la
fecundación, o espermatozoide debe atravesar estas capas.
Na zona pelúcida existen unhas proteínas específicas (ZP1, ZP2, ZP3), que forman unhas estructuras
filamentosas. A ZP2 e maila ZP3 dispóñense alternativamente para formar cadeas, mentres que a ZP1 forma
pontes que unen unhas cadeas con outras. Estas proteínas colaboran no proceso de fixación do espermatozoide
á zona pelúcida. Na membrana plasmática do espermatozoide, na rexión que se atopa sobre o acrosoma,
existen unhas proteínas que recoñecen á ZP3, á cal se fixan.
Esta primeira fixación á zona pelúcida desencadea a reacción acrosómica. A diferencia do ourizo de mar, no
espermatozoide de rato a exocitose do acrosoma ten lugar por varios puntos, e ademáis no posúe material
periacrosómico. As sustancias liberadas do acrosoma, entre as que hai enzimas glucosilasas, comezan a
degrada−la zona pelúcida, constituída fundamentalmente por glucoproteínas,
Neste momento, o espermatozoide perde a capacidade de unión á ZP3. Na membrana interna do acrosma,
agora en contacto coa zona pelúcida, hai proteínas que actúan como receptores da ZP2. Esto permite que o
espermatozoide siga pegado á zona pelúcida. Os enzimas do acrosoma continúan degradando a zona pelúcida
e o espermatozoide vai introducindo a cabeza pola cavidade formada.
8
A continuación actúan certas proteínas situadas na porción de membrana plasmática do espermatozoide que
non estaba sobre o acrosoma. Estas proteínas colaboran no proceso de fusión das membranas plasmáticas do
espermatozoide e mailo óvulo.
Reacción do óvulo no contacto co espermatozoide:
Rodeado pola ganga e maila envolta vitelina, atópase o óvulo do ovo de ourizo de mar. Nesta célula, xusto por
debaixo da membrana plasmática, distínguense varias estructuras características. Por debaixo da membrana
atópase un gran número de grans corticais, e entre eles pódese observar un desenrolado REL que almacena
Ca++. Na mesma zona atópase ademáis unha elevada concentración de actina inactiva.
Cando o espermatozoide contacta co óvulo e comeza a reacción acrosómica, o ovo reacciona tamén a partir do
punto de contacto. Esta reacción do óvulo exténdese por toda a súa superficie. A actina comeza a
polimerizarse, de xeito que no punto de contacto comeza a formarse o cono de fecundacion, a través do cal se
formará a canle pola cal entrarán o núcleo, centriolos e algúns orgánulos do espermatozoide. Os cambios que
teñen lugar na cortiza do ovo, durante o primeiro minuto a partir da fecundación, resúmense nun proceso
denominado bloqueo da polispermia. Esta reacción realízase en dúas fases:
• Fase rápida: o potencial de membrana do óvulo pasa do valor habitual de −70 mV a 0 mV en 1−3
segundos. Dado que as proteínas fusoxénicas precisan dun potencial de −70 mV para actuar, ningún outro
espermatozoide poderá fundirse co óvulo a partir deste momento. O potencial de membrana normal
recupérase ó pouco tempo.
• Fase lenta: nesta fase libérase por exocitose o contido dos grans corticais do óvulo. Esta exocitóse indúcea
a liberación de Ca++ do REL, que ten lugar en 30−60 segundos. A liberación de Ca++ tamén induce a
polimerización da actina. Os grans descargan unha variedade de sustancias, entre as que se atopan
mucopolisacáridos, enzimas peroxidasas e a proteína hialina. Este material queda atrapado entre a
membrana do óvulo e a envolta vitelina. Os mucopolisacáridos, ó acumular auga aumentan de volumen,
mentres que a hialina se une á membrana plasmática do óvulo. Estos dous feitos forzan a separación da
membrana e a envoltura vitelina. Por outra banda, a peroxidasa modifica a composición química da
envoltura vitelina, perdéndose a capacidade de adherencia da bindina ós seus receptores. Esto fai que
tódolos espermatozoides que estaban intentado entrar queden libres. Os cambios ocorridos nesta fase lenta
son permanentes, e así ningún espermatozoide máis poderá fecunda−lo óvulo.
A activación do ovo:
O oocito é unha célula prácticamente inactiva no referente ó metabolismo. Esto débese ó baixo pH do
citoplasma, arredor de 6'5, debido á acumulación de diversas sustancias e ións. Cando ten lugar a fecundación
o pH sube a 7'4, o nivel normal dunha célula activa. Este aumento débese á apertura das canles da membrana
plasmática, que nun proceso de cotransporte intercambian Na+ por H+. O óvulo recupera así a súa actividade
metabólica, reiniciándose tódolos procesos de síntese e producción de enerxía, necesarios para que comece o
desenrolo embrionario logo da fecundación.
A fusión dos núcleos:
No ourizo de mar, coa entrada do pronúcleo do espermatozoide reiníciase a actividade nos núcleos, que
comezan a medrar e a replica−lo ADN. Os centriolos do espermatozoide comezan a formar os microtúbulos
do huso mitótico. Os núcleos aproxímanse e finalmente perden as súas envoltas. Os cromosomas asócianse ós
filamentos do huso mitótico e ten lugar a primeira división do cigoto, que se transforma así nun embrión
bicelular.
Nos mamíferos, cando ten lugar a fecundación, o oocito atópase bloqueado na metafase II. A entrada do
espermatozoide rompe este bloqueo, e durante o tempo que tarda o oocito en completa−la meiose o pronúcleo
9
do espermatozoide sufre varios cambios. A cromatina do espermatozoide está moi compactada, gracias a que
está asociada a unhas proteínas especiais, as protaminas, que fan que se condense moito máis o material
xenético. Estas protaminas son sustituídas por histonas antes da fusión dos núcleos. O espermatozoide aporta
os centriolos para a formación do huso acromático da primeira división do cigoto. Os núcleos aproxímanse e
perden a envolta, e os cromosomas libres poden unirse ós microtúbulos do huso para que teña lugar a primeira
división. Este proceso dura varias horas.
ALGUNHAS CURIOSIDADES
En ovos grandes, coma os de galiña, quenlla, ou tamén nalgúns anfibios, tense observado que o bloqueo da
polispermia é bastante ineficaz. Deste xeito, a miúdo neste tipo de ovos chegan a penetrar varios
espermatozoides. En moitos casos, estos ovos dispoñen de sistemas que seleccionan un só dos pronúcleos
masculinos para a fusión, rexeitando ós sobrantes que, ou ben son degradados, ou ben participan dalgún xeito
nas primeiras fases do desenrolo embrionario.
Outro dos problemas que ocasiona a polispermia está en relación cos centriolos. Cada espermatozoide
proporciona unha parella de centriolos que formará un huso mitótico. Se hai polispermia, formaránse varios
husos mitóticos, o que pode ocasionar un reparto incorrecto dos cromosomas (aneuploidía) durante a primeira
división do cigoto. Habitualmente, os embrións resultantes destas fecundacións polispérmicas son inviables e
abortan.
SEGMENTACIÓN E GASTRULACIÓN
A SEGMENTACIÓN
A segmentación é o proceso polo cal o cigoto comeza a dividirse rapidamente, dando lugar a un embrión
constituído por un elevado número de células. Durante esta primeira fase os procesos de síntese e expresión
nuclear son mínimos, as células son presentan nucleolos. O intervalo entre as divisións é extremadamente
corto, e nalgunhas especies unha división completa pode ter lugar en só dez minutos. Pódese observar tamén
unha sincronización de tódalas células á hora de dividirse. Esta etapa de multiplicacion ralentízase cando as
reservas iniciais acumuladas polo oocito se van esgotando. O embrión nesta etapa recibe o nome de blástula, e
as células que o constitúen chámanse blastómeros. A transcripción e outros procesos de síntese reanúdanse e
as divisións fanse máis lentas.
En ovos máis pequenos, coma por exemplo os dos mamíferos, as divisións non son tan rápidas, pois as
reservas do oocito son moito menores. Tamén se pode comprobar que a sincronía das divisións é moito máis
irregular.
Tipos de segmentación:
Podemos distinguir varios tipos distintos de segmentación segundo o criterio ó que atendamos. Así, por
exemplo, podemos distingui−la segmentación holoblástica da segmentación meroblástica. Na primeira as
divisións afectan ó volumen total do cigoto, mentres que no segundo caso parte do ovo, comunmente a parte
máis rica en vitelo, non se divide. A segmentación meroblástica é máis común en ovos de gran tamaño que
almacenan moito vitelo. Tamén se poden distinguir segmentacións iguais, nas que os blastómeros formados
son iguais, das segmentacións desiguais, nas que os blastómeros son de distinto tamaño. De tódolos xeito, o
criterio máis habitual para distingui−las segmentacións é o que a tende á xeración e posición espacial das
células.
Segmentacion holoblástica:
Na segmentación holoblástica as divisións afectan a todo o volumen do ovo, incluíndo ó vitelo. Así, este tipo
10
de segmentacións dará lugar a unha masa compacta de células. Ó principio da segmentación, a síntese e
relación co medio dos blastómeros é mínima, polo tanto, en cada división as células van reducindo o seu
tamaño, pois viven a expensas das reservas iniciais do oocito. Este tipo de segmentación é típica de ovos
pequenos, con pouco vitelo, coma os isolecitos e mesolecitos. Segundo a posición que tomen as células
conforme se van dividindo distínguense varios tipos de segmentación holoblástica:
• Segmentación radial: implica a xeración de planos de división pependiculares entre sí. Esto orixina
un embrión de simetría radial. Xeralmente, o plano da primeira división vai dende o polo animal ó
polo vexetativo. Na segunda división o plano tamén é meridional, pero perpendicular ó da primeira
división. Na terceira división, o plano é perpendicular ós dous anteriores, é dicir ecuatorial. Neste
momento o embrión posúe oito células en dous cadrantes. Este tipo de segmentación é típica dos
deuterostomos, que teñen ovos de pequeño tamaño.
• Segmentación en espiral: as dúas primeiras divisións son iguais, pero na terceira os planos
dispóñense oblicuamente ós anteriores, de xeito que as células do cuadrante superiror están xiradas
respecto ó inferior uns 45º. O cuarto plano de división volve a ser oblícuo, pero perpendicular ó
terceiro. Os embrións de segmentación radial non presentan planos de simetría. É un tipo de
crecemento típico dos protostomas.
• Segmentación bilateral: é semellante á radial, pero coa diferencia de que dende os primeiros
momentos podemos saber cal será a orientación do embrión, debido á presencia de pigmentos
nalgunhas das células, o que nos permite distinguila do resto de blastómeros. A segmentación bilateral
é típica das ascidias.
• Segmentación bisimétrica: os tres primeiros planos de división son verticais, e cando o embrión
acada as oito células comezan a xerarse planos ecuatoriais. Esto fai que os embrións presenten dous
planos de simetría. Segmentación típica dos ctenóforos.
• Segmentación rotacional: os dous blastómeros iniciais presentan dende o primeiro momento planos
de división distintos. Este tipo de segmentación pódese observar en mamíferos e nematodos.
Segmentación meroblástica:
Nas segmentacións meroblásticas as divisións afectan unicamente ó polo animal do cigoto, mentres que o polo
vexetativo co seu contido de vitelo permanece practicamente intacto. Nunha segmentación meroblástica, a
blástula resultante non será compacta, senón que as células do embrión propiamente dito estarán separadas da
masa de vitelo. Esta segmentación é típica de ovos grandes con abundante vitelo, coma telolecitos e
centrolecitos. Distínguense dous tipos básicos de segmentación meroblástica:
• Segmentación discoidal: típica dos telolecitos. Nestos ovos, o abundante vitelo despraza ó
citoplasma, distinguíndose no ovo dous polos ben marcados. Cando comezan as divisións, as
citocineses das células do polo vexetativo non chegan a completarse, e o vitelo non se divide. No polo
animal, pola contra, as células divídense sen problemas, dando lugar a unha masa discoidal que
semella aboiar sobre a masa de vitelo que queda por baixo. Os ovos de peixes, reptiles, aves,
monotremas a algúns invertebrados seguen este patrón de segmentación.
• Segmentación superficial: nos centrolecitos dos insectos o vitelo concéntrase no centro do ovo,
xunto co núcleo e algúns illotes de citoplasma libre. Arredor, nunha estreita franxa atópase a maioría
do citoplasma formando o periplasma. Cando o núcleo comeza a dividirse, os núcleos resultantes non
se aillan con MP para formar novas células, de xeito que se forma un sincitio. Segundo avanza a
segmentación, a maioría dos núcleos vanse desprazando cara o periplasma, aínda que uns poucos
quedan no interior, nos illotes libres de vitelo. O núcleos do periplasma continúan a dividirse e forman
un blastodermo sincitial, pero nun momento dado comezan a formar tabiques de MP entre eles, ata
que finalmente se separan en células independentes orixinando o blastodermo celular.
Tipos de blástulas:
11
O resultado da segmentación do cigoto é a blástula. Existen distintos tipos de blástulas, dependendo do tipo
de segmentación que sufrira o ovo. En xeral, distínguense catro tipos:
• Celoblástulas: son blástulas que presentan cavidades internas recheas de líquido, coma a do ourizo de
mar.
• Estereoblástulas: en ovos de segmentación espiral, a diferencia de tamaño entres os blastómeros dos
dous polos fai que non se formen auténticas cavidades.
• Discoblástulas: son as blástulas resultado dunha segmentación discoidal. Entre o disco de
blastómeros e o vitelo atópase a miúdo un pequeño blastocele.
• Periblástulas: nas blástulas orixinadas por segmentación superficial, o blastodermo rodea unha
cavidade central que contén o vitelo.
A GASTRULACIÓN
Durante a gastrulación ten lugar unha reorganización das células da blástula, que se dispoñen en distintas
capas que máis tarde se diferenciarán para dar lugar ás distintas partes do animal. A redistribución dos
blastómeros realízase mediante diversos movementos e mecanismos determinados.
Gastrulación das celoblástulas:
Nas celoblástulas a gastrulación comeza coa invaxinación do blastodermo cara o blastocele. Cara o interior do
blastocele emigran ademáis algunhas células ou grupos de células dende blastodermo. Así, na gástrula
resultante pódense distinguir tres capas: As células da superficie externa do blastocele forman o ectodermo; as
células da rexión invaxinada do blastodermo forman o endodermo; as células que inmigraron ó blastocele
formarán a capa denominada mesodermo. A cavidade do endodermo, denominada arquénteron, dará lugar a
parte do sistema dixestivo. O arquénteron está comunicado co exterior por un estreito canal chamado
blastoporo. Este blastoporo formará ben a boca, e neste caso falaremos de animais protostomos, ou ben o ano
do animal, e daquela falaremos de animais deuterostomos.
En animais máis sinxelos non se forma o mesodermo e a gástrula ten só dúas capas, é diblástica. No caso de
gástrulas con tres capas denominarémolas triblásticas.
Movementos celulares básicos da gastrulación:
A redistribución das células da blástula será a que orixine as distintas capas da gástrula. Esta redistribución
pode realizarse de distintos xeitos segundo os casos:
• Embolia: denomímase así ó proceso de invaxinación do blastodermo para forma−lo arquénteron.
• Recubremento: en principio, o proceso de embolia produciría unha reducción da superficie externa
do blastodermo, e consecuentemente unha reducción do volumen do embrión. Para contrarrestar este
fenómeno, as células do blastodermo aplánanse para ocupar unha superficie maior.
• Migración: algunhas células do blastodermo sepáranse do mesmo, e mediante movementos de tipo
ameboide trasládanse ó blastocele para forma−lo mesodermo.
• Deslaminación: nalgúns celentéreos o arquénteron co seu blastoporo non se forman por embolia,
senón por un proceso no que unha única capa de células se desdobla en dúas capas ó dividirse
ecuatorialmente os blastómeros.
• Proliferación polar: nalgúns casos as células dun polo comezan a dividirse intensamente para logo
migrar a outras zonas da gástrula en formación.
• Involución: é un movemento semellante ó dunha cinta transportadora realizado polas capas celulares
da gástrula.
• Diverxencia e converxencia: obviamente, son movementos referentes ó alonxamento ou ben á
aproximación das células.
12
ORGANISMOS MODELO
Os distintos grupos de organismos presentan esquemas de desenrolo moi diversos, que salvando as maiores
xeneralidades non son comparables en absoluto. É imposible facer un estudio detallado do desenrolo de
tódolos grupos animais, pero existen algúns organismos que por distintas razóns se teñen adoptado como
modelo de estudio. Máis ou menos inténtase abarcar a maioría dos grupos animais cun mínimo de modelos.
Pero, repetimos, os modelos non son extrapolables a ningún caso xeral.
Ourizo de mar:
Segmentación:
Os ovos de orizo de mar seguen un modelo de segmentación holoblástico típico. Nas primeiras fases da
segmentación, os blastómeros están pouco adheridos uns ós outros, e adoptan unha forma bastante esférica, é
por esto que ó embrión nesta fase se lle denomina mórula. Os oito primeiros blastómeros son moi semellantes,
pero a partir da cuarta división comezan a diferenciarse de xeito apreciable, podendo distinguirse tres tipos:
mesómeros, macrómeros, e micrómeros dende o polo animal ó vexetativo. Esto é debido á desigual división
dos blastómeros do polo animal e vexetativo. Mentres que as catro células superiores se dividen nun plano
meridional, as do polo vexetativo presentan un plano oblicuo e a división é desigual.
Os planos da quinta división son ecuatorial, meridional e oblicuo para os mesómeros, macrómeros e
micrómeros respectivamente. Neste momento o embrión ten 32 células. Na seguinte división hai xa 64
células. Dende o polo animal ata o vexetativo distínguense varios pisos de blastómeros de distintos tamaños:
animal 1, animal 2, vexetativo 1, vexetativo 2, e os micrómeros. Na séptima división acádanse as 128 células e
a adherencia entre elas aumenta, comezando a adquirir unha forma máis prismática, co que o conxunto xeral
lembra ó aspecto dun epitelio. O embrión nesta fase denomínase blástula. Nesta fase pódense formar
acúmulos de líquido intercelular. A miúdo, a blástula presenta unha cavidade interna rechea de líquido
denominada blastocele. Na superficie externa das células do blastodermo comezan a formarse cilios. Neste
momento, o embrión xa está preparado para saír do ovo polo proceso de eclosión, no que participan proteínas
enzimáticas.
Gastrulación:
Un dos primeiros pasos da gastrulación é a migración dos micrómeros grandes. Por medio de movementeos
ameboides estas células diríxense ó blastocele, onde se diferenciarán no mesénquima primario, que comeza a
formar os primeiros elementos do esquelete. A continuación, no polo vexetativo da blástula, o blastodermo
abómbase e comeza a invaxinarse en dirección ó polo animal, orixinando o tubo endodérmico. Este canal
estírase e estreitase para forma−lo arquénteron e o blastoporo. No fondo do arquenteron comezan a
multiplicarse novas células que migran ó blastocele para forma−lo mesénquima secundario. Máis tarde, por
un novo proceso de embolia, no extremo do arquénteron fórmanse unhas cavidades que finalmente se separan
e foman as cavidades celómicas. Estas cavidades están cheas de líquido e o proceso polo cal se forman
denomínase enterocelia.
Segundo avanza o desenrolo, o extremo do arquénteron cúrvase e alóngase cara a superficie. Finalmente,
fusiónase co ectodermo formando unha segunda apertura. No caso do ourizo de mar esta segunda apertura
será a boca, polo tanto é un animal deuterostomo. A partir deste momento a morfoloxía do embrión cambia,
aplánase e adquire unha forma piramidal. O tubo dixestivo comeza a diferenciarse, distinguíndose nel tres
partes. A consecuencia do desenrolo dos elementos esqueletais fórmanse unhas espículas nos vértices da que
xa poderiamos denominar larva. Ós lados da boca fórmanse unha especie de brazos cubertos de cilios (ó igual
que o resto da larva) que arrastran o alimento á boca do animal.
O ourizo de mar ten unha simetría radial, mentres que a súa larva presenta unha simetría bilateral. Por outra
13
banda a larva é flotante, mentres que o adulto é un animal bentónico. Tamén hai sustanciais diferencias no
modo de alimentación. En realidade só unha pequena parte da larva pasará a formar parte do adulto. No
interior, as cavidades celómicas multiplícanse e fúndense para rematar formando un botón embrionario, que
orixinará a un pequeño adulto mediante unha complexa metamorfose.
As linaxes celulares:
Mediante a marcaxe dos blastómeros con colorantes inocuos puidose ver como se diferenciaban para formar
distintas estructuras. Así, comprobouse que os pisos An1, An2 e parte do Vex1 daban lugar ó ectodermo. Este
ectodermo diferénciase máis tarde en tecidos epiteliais e neuronais. O piso Vex2 e parte do Vex1 orixinan o
endodermo, e tamén parte do endodermo e mailo mesodermo (celoma). Os micrómeros grandes forman o
mesénquima primario, e os outros forman o mesénquima secundario e mailo celoma.
Experimentos co embrión de ourizo de mar:
A finais do século XVIII, Driesch realizou diversos experimentos con embrións tempranos de ourizo de mar.
Separando os dous blastómeros dun embrión bicelular, ou os catro dun tetracelular, comprobou que cada unha
destas células conservaba a capacidade de xerar un individuo adulto completo, aínda que de menor tamaño.
Estos experimentos conducirón ó establecemento do concepto de desenrolo regulativo.
Cando se separaban grupos de células da mórula por planos meridionais os resultados eran os mesmos.
Nembargantes, ó partir un embrión de oito células por un plano ecuatorial o desenrolo do embrión sufría
cambios importantes. As catro células do polo animal forman unha estructura semellante á blátula, cunha gran
profusión de cilios, denominada dauerblástula. As catro células do polo vexetativo formaban un embrión con
certas deficiencias.
Nos anos 50 fixéronse experimentos nos que se separaban os distintos pisos do embrión, para logo observar o
desenrolo ó xuntar distintas combinacións desos pisos. Así, descubriuse que en embrións formados cos pisos
An1 e An2 e mailos micrómeros se desenrolaban larvas pluteus normais. Se se combinaban os pisos
vexetativos cos micrómeros o desenrolo era anormal e non se completaba.
Estos experimentos levara a establece−la teoría dos gradentes. No embrión do ourizo de mar marcouse un
grandente que iba dende o polo animal ó vexetativo, do cal dependía o correcto desenrolo do embrión.
Ascidias:
As ascidias son animais pertencentes ó grupo dos cordados. O desenrolo das ascidias é moi interesante, xa
que os seus ovos presentan unha pigmentación característica que permite realizar un seguimento en detalle da
diferenciación das células no embrión. Logo da fecundación comezan a ter lugar unha serie de chamativos
movementos do citoplasma, que resultarán na segregación de distintos territorios pigmentados nunha
característica forma de media lúa. En total distínguense cinco territorios que máis tarde se diferenciarán nos
seguintes tecidos: endodermo, notocorda, ectodermo, mesodermo, e sistema nervoso.
Desenrolo das ascidias:
Os primeiros blastómeros resultantes da división do cigoto manteñen a mesma segregación observada no ovo
fecundado. Os dous primeiros planos de división son verticais e perpendiculares. O terceiro plano de división
é ecuatorial, de xeito que cando comeza a gastrulación un grupo de células de pigmentación amarela queda
separado do resto. Estas células quedarán situadas na parte posterior do corpo dunha larva en forma de
cágado, e alí diferenciaranse para formar unhas bandas musculares de tipo mesodérmico. Na parte anterior do
embrión fórmanse unha farinxe endodérmica e un esbozo do sistema nervoso. Segundo avanza a gastrulación,
as células que formarán a notocorda que se atopaban tamén desprazadas á cola, únense coas células do
14
sistema nervoso, ó tempo que se pecha o blastoporo.
Experimentos con embrións de ascidias:
A particular pigmentación dos embrións de ascidias permitiu relizar numerosos experimentos, que finalmente
levaron ó descubrimento dos determinantes citoplasmáticos. Así, comprobouse que logo da cuarta división, só
2 das 16 células do embrión presentaban o pigmento amarelo. Se se mataban estas células a larva non chegaba
a desenrolar musculatura.
En principio, poderíase pensar que a diferenciación en tecido muscular depende do xenoma das células, pero ó
cabo tódalas células do embrión teñen o mesmo xenoma. Así é que a causa de que as células deran lugar a un
ou outro tecido podía deberse a algunha sustancia contida no citoplasma. Comprobouse que ó inxectar
material citoplasmático extraído das células pigmentadas noutras células, estas últimas diferenciábanse en
tecido muscular. As ascidias son polo tanto un exemplo claro do desenrolo en mosaico.
Anfioxo:
O Branchiostoma lanceolatus é un animal cunha organización corporal moi sinxela. O tubo dixestivo
constitúese dunha farinxe e mailo intestino. Tamén existe unha notocorda, por encima da cal se observa un
cordón nervoso un pouco máis curto que a propia notocorda. A musculatura do anfioxo está organizada en
paquetes denominados miotomos, separados uns dos outros por estreitos mioseptos. O ovo dos anfioxos é
relativamente pequeño e presenta unha cuberta vitelina. Algúns autores pretenden ver na activación do ovo
logo da mitose unha reorganización citoplasmática semellante á das ascidias.
Segmentación do anfioxo:
A segmentación do ovo dos anfioxos segue un esquema radial, e a partir da terceira división comezan a
observarse diferencias entre os blastómeros. Logo da quinta división hai 32 células repartidas en catro pisos
de oito blastómeros cada un, denominados coma no ourizo de mar An1, An2, Vex1, e Vex2. A segmentación
concluirá coa formación dunha celoblástula típica.
Gastrulación:
A gastrulación comeza coa formación do arquénteron. Ó contrario de cómo ocorría no ourizo de mar, nos
anfioxos non hai migración de células que formen mesénquima. O embrión comeza a alongarse na dirección
de crecemento do arquénteron. A partir de aquí consideraremos que o blastoporo se sitúa na rexión posterio do
animal, de xeito que a gástrula está deitada. Así, o labio ventral comeza a medrar pechando case totalmente o
blastoporo. En cortes transversais pódese observar un lixeiro aplanamento dorso−ventral da gástrula, ó tempo
que a capa de células dorsais se engrosa. Segundo avanza o desenrolo, no arquénteron comezan a
diferenciarse tres pregamentos debido ó aumento do grosor das células. Os dous pregamentos laterais darán
lugar á formación dos somitas, mentres que o pregamento do medio formará unha notocorda de natureza
músculo−esquelética. Simultaneamente teñen lugar varios cambios no ectodermo, que orixinará a placa
neural. Este feito marca o comezo da neurulación. A partir de aquí resulta moi adecuado dispoñer dun debuxo
para estende−las cousas como Deus manda.
Organoxénese:
Os somitas fórmanse todo ó longo do arquénteron, e dan lugar a sacos pechados que finalmente se desprenden
para forma−los somites. O ectodermos situado a carón da placa neural comeza a medrar recubríndoa
completamente. O resultado do crecemento do ectodermo é a formación dunha nova cavidade. Este conducto
neuroentérico ábrese ó exterior a través dun neuroporo situado na rexión anteriior do embrión, mentres que na
rexión posterior comunícase co arquénteron a través doutro neuroporo. Máis tarde, a placa neural comeza a
15
pregarse en forma de U e finalmente péchase, reducindo o conducto neuroentérico, agora chamado tubo
neural, a unha pequena fenda.
Os somites seguen un desenrolo bastante complexo. As células da cara interna sufren un engrosamento
considerable, e máis tarde darán lugar á formación da musculatura. As células da cara externa apenas se
especializan. Entre estas dúas capas de células atópase un espacio denominado miocele. Os somites neste
estado pasan a denominarse miómeros. Paralelamente ó desenrolo dos somites comezan a formarse novas
cavidades de paredes finas denominadas en conxunto como celoma. A formación da maioría das cavidades
dos anfioxos, incluídos os somites, ten lugar por esquizocelia.
A continuación, o embrión comeza a alongarse e na larva fórmase unha xema caudal. O tubo neural sepárase
do intestino, que se abre ó exterior por unha segunda abertura ou ano situado baixo a cola. A farinxe tamén se
abre ó exterior a través dunhas aberturas laterais que formarán a boca e mailas fendas branquiais. A boca e as
fendas branquiais sitúanse cara o lado esquerdo da larva, mentres que o ano se atopa cara a dereita. Así, o
corpo dos anfioxos resulta ser asimétrico. Segundo vaia medrando, o animal faise un pouco máis simétrico,
pero nunha chega a ter unha simetría perfecta. A apertura da boca e mailas fendas branquiais marca o paso á
vida libre da larva. Os anfioxos adultos viven enterrados no fondo mariño.
Experimentos con anfioxos:
Non se teñen feito moitos experimentos con embrións de anfioxos. Téñense realizado separacións de
blastómeros nas primeiras fases da segmentación, o que permitiu comprobar que calquera das catro primeiras
células pode desenrolar unha pequena larva completa. A división de mórulas máis avanzadas deu outros
resultados. Se dividimos meridionalmente unha mórula, cada fragmento dará lugar a unha larva.
Nembargantes, se a división é ecuatorial só se desenrolan larvas máis ou menos normais a partir do polo
vexetativo, mentres que os polos animais presentan múltiples carencias e defectos.
Tamén se teñen feito seguimentos das linaxes celulares, comprobando que tamén nos ovos de anfioxo existe
unha demarcación de territorios semellante á das ascidias.
DESENROLO EMBRIONARIO DOS ANFIBIOS
XENERALIDADES
Sen dúbida, o anfibio máis estudiado é o xenopus, aínda que tamén se ten estudiado o desenrolo doutras
especies de ras ou tritóns. Os ovos dos anfibios son relativamente grandes, o que non é impedimento para que
na maioría dos casos sigan un esquema de segmentación total. Os ovos de anfibios son mesolecitos cun gran
contido de vitelo. En moitas especies os ovos están pigmentados. Habitualmente, o polo vexetativo presenta
unha coloración branca que contrasta do tono pardo escuro do polo animal.
Mapa de rexións nos ovos de anfibios:
Téñense distinguido varias rexións nos ovos dos anfibios que posteriormente se diferenciarán nos diversos
tecidos do embrión. O ectodermo neural, situado na zona dorsal do ovo, será unha das áreas máis afectadas
polos movementos da gastrulación. No mesodermo da zona dorsal distínguense dúas rexións: o mesodermo
precordal, que será o primeiro en invaxinarse durante a gastrulación; e o mesodermo cordal, que formará a
notocorda.
Fecundación:
A fecundación nos anfibios é semellante, nos aspectos máis xerais, á fecundación no ourizo de mar. Os ovos
sen fecundar posúen unha cuberta vitelina unida á ganga. Estas cubertas pérdense ó ter lugar a fecundación e
16
os cigotos quedan suxeitos á forza da gravidade. Cando ten lugar a fecundación o citoplasma cortical
desprázase lixeiramente sobre o citoplasma vitelínico, deixando tras de sí unha pequena franxa pigmentada
denominada media lúa gris. Esta área pigmentada determinará cal será a zona dorsal do futuro embrión.
DESENROLO EMBRIONARIO
Segmentación:
A segmentación nos anfibios é de tipo radial. A primeira segmentación segue un plano meridional que corta á
media lúa gris en dúas metades simétricas. O segundo plano será tamén meridional e perpendicular ó
primeiro. O terceiro plano de división é ecuatorial, pero os blastómeros resultantes non son do mesmo tamaño,
pois o plano está desprazado cara o polo animal. Así, no embrión distínguese un área de micrómeros no polo
animal, e máis un área de macrómeros no polo vexetativo. O resultado final da segmentación será unha
blástula cun blastocele lixeiramente irregular por causa dos distintos tamaños das células. As paredes desta
blástulua posúen varias capas de células.
Gastrulación:
A gastrulación comeza coa aparición dun sulco na zona dorsal denominado labio dorsal do blastoporo. As
células que rodean este sulco alónganse e adquiren forma de botella. A través deste sulco ten lugar a entrada
de células do vitelo que invaden o blastocele. O labio dorsal aumenta de tamaño e remata fundíndose con
outros labios laterais e máis co labio ventral, dando lugar a unha estructura coma un anel. A causa da entrada
de células o blastocele vaise estreitando.
Segundo avanza a gastrulación os labios do blastoporo vanse aproximando, e o tapón vitelino formado polas
células que están a invadi−lo blastocele vai reducindo o seu tamaño. Finalmente, tódalas células vitelínicas
entran no blastocele e o tapón vitelino desaparece, quedando o labio do blastoporo reducido a unha pequena
fenda e rematando así a gastrulación.
Nos anos 1920, os Vogt fixeron diversos estudios acerca dos movementos das células durante a gastrulación
nos anfibios. Coloreando con pigmentos vitais a superficie das gástrulas puideron observar movementos de
converxencia, diverxencia, involución e epibolia.
Cambios no interior do embrión:
Se realizamos cortes transversais dun embrión en gastrulación poderemos observar tamén importantes
movementos das células. Así, o endodermo replégase cara a zona dorsal, mentres que o mesodermos se
extende cara a zona ventral. As células deste mesodermo avanzan en masa para invadi−lo blastocele, pero
tamén se poden atopar algunhas células que se separan para dar lugar ó mesénquima cardíaco e máis ós illotes
sanguíneos.
Neurulación:
A neurulación comeza coa especialización das células do ectodermo dorsal, que se fan columnares.
Exteriormente pódese observar como se forma unha placa neural de forma irregular que se extende por todo o
dorso do embrión. Nun corte transversal do embrión pódense observar uns pregues neurais no borde da placa
neural, así coma un sulco neural que recorre a liña media. A medida que avanza a neurulación os pregues
elévanse e medran por encima da placa neural dirixíndose cara a liña media. Finalmente, os pregues de ambos
lados únense para pechar unha cavidade tubular de paredes grosas, o tubo neural (imprescindible mirar un
debuxo nun libro). Este tubo neural é maís ancho na parte anterior do embrión, alí onde se diferenciará o
cerebro. Entre o tubo neural e o ectodermo sitúanse unhas células desprendidas das crestas neurais.
17
Mentres teñen lugar estos cambios tamén ocorren outros cambios no mesodermo. Na etapa de neurulación
podemos distinguir tres áreas distintas. Na zona dorsal o mesodermo engrósase e comeza a segmentarse en
bloques todo o longo do embrión para forma−los somites. Unido ós somites por unha fina ponte de
mesodermo intermedio atópase o mesodermo lateral, que non está segmentado.
Segundo avanza a neurulación, os somites engrósanse máis e fragméntanse en tres rexións que darán lugar a
distintas estructuras: a partir da rexión máis externa, denominada dermotomo, formarase a dermis; a rexión
media ou miotomo formará a musculatura estriada; por último, a partir da rexión máis interna dos somitas, o
esclerotomo formaranse estructuras esqueléticas. Por outra banda, no mesodermo lateral desenrólase unha
cavidade ou celoma que separa dúas láminas: a esplacnopleura na zona interna, a partir da cal se formará a
musculatura lisa do tubo dixestivo; e a somatopleura na zona externa. A partir do mesodermo intermedio
formaranse os riles.
Tamén se aprecian profundos cambios no arquénteron durante a neurulación. Cara a parte anteriior do animal
distínguese a rexión branquial ou farínxea, onde se desenrola o divertículo hepático. Na formación do tubo
neural os pregues neurais rodean ó blastoporo, de xeito que o arquénteron queda comunicado co tubo neural.
Organoxénese:
Nas etapas finais do desenrolo fórmase unha xema caudal a partir da cal se formará a cola do futuro cágado. O
máis curioso é que esta xema caudal formará bloques somíticos independentes, carentes tanto de mesodermo
intermedio coma de mesodermo lateral.
EXPERIMENTOS CON EMBRIÓNS DE ANFIBIOS
Probablemente sexa o dos anfibios o grupo animal co que máis se experimentou en embrioloxía. Esto é debido
basicamente a que os ovos destos animais son moi doados de manipular e manter. Os anfibios son ademáis
vertebrados, e polo tanto teñen unha organización corporal moi semellante á nosa, o que tamén resulta
interesante.
Experimentos de Roux:
Os experimentos de Roux datan de finais do século XIX. Roux traballou con embrións de dous blastómeros,
lesionando unha das células para observar como se desenrolaba a outra. Puido comprobar así que un
blastómero aillado só daba lugar á formación de medio embrión. Nembargantes, máis tarde demostraríase que
os resultados destos experimentos estaban errados pois, a pesar de que Roux mataba un dos blastómeros non
retiraba os seus restos do embrión, e polo tanto o blastómero vivo seguía a recibir sinais dende a célula morta
que modificaban o seu desenrolo.
Experimentos de Spemann:
Cos seus traballos, Spemann rebatiu as teorías de Roux. Spemann tamén traballou con embrións
diblastoméricos, pero non se limitou a matar unha das células, senón que as separaba efectivamente. Cada
célula así separada formaba finalmente un pequeño embrión completo. Estos resultados mantíñanse sempre e
cando os blastómeros separados tiveran cada un unha porción de media lúa gris. En caso contrario unicamente
formaba un embrión viable o blastómero con media lúa gris, mentres que o outro embrión non superaba a fase
de gástrula. Traballando con blástulas obtíñanse resultados semellantes.
Experimentos de Mangold e Seidel:
Estos dous discípulos de Spemann realizaron un tipo de experimento novo. No canto de separar blastómeros
dun embrión fundían células de embrións distintos. Ó unir dous embrións diblastoméricos obtíñanse distintos
18
resultados segundo como se dispuxeran as parellas de células. Se as áreas de media lúa gris se situaban xuntas
no mesmo plano formábanse embrións normais. Pola contra, se as áreas de media lúa gris non conincidían
formábanse monstros de tres cabezas. Estos resultaods sinalan a necesidade de que se manteña unha
orientación determinada das células para o desenrolo normal do embrión.
Experimentos de Spemann e Mangold:
Spemann e Mangold realizaron transplantes de células entre gástrulas tempranas. Traballaron con ovos de
tritóns, ás veces mesmo de distintas especies. Así, transplantanto células do labio dorsal do blastoporo no
blastocele doutra gástrula observaron que se formaba un embrión siamés con dúas colas e cabezas. Debido a
esto denominaron organizador primario ó labido dorsal, pois pensaban que o desenrolo e diferenciación do
resto do embrión estaba inducido por esta rexión da gástrula. Hoxe sábese que en realidade o labio dorsal non
é o organizador primario e denomínaselle organizador de Spemann. O concepto de inducción embrionaria foi
moi estudiado a partir deste momento durante 50 anos.
Experimentos de Nieuwkoop:
Nieuwkoop traballou nos anos 1960 con blástulas de ras, empregando técnicas semellantes ás empregadas
nalgúns experimentos co ourizo de mar. Nieuwkoop retirou rexións das blástulas e observou as carencias dos
embrións que resultaban destas blástulas modificadas. Así, ó retira−las células que formarían o mesodermo o
ectodermo e mailo endodermo presuntivo quedaban en contacto. Aínda así, a partir das células do polo animal
desta gástrula formábase igualmente mesodermo. Con este resultado, Nieuwkoop postulou que o organizador
de Spemann non era o primario. O inductor primario, denominado organizador de Nieuwkoop, debía atoparse
situado na rexión do endodermo presuntivo. Nun embrión de 32 células situouse a este organizador no grupo
de células emplazadas xusto por debaixo da media lúa gris.
Investigacións posteriores:
A posta en marcha dos mecanismos de inducción embrionaria é bastante precoz nos anfibios. Por suposto, os
verdadeiros inductores non son exactamente as células, senón algun tipo de sustancias que conteñen algunhas
células do embrión. Dende os experimentos de Nieuwkoop trataron de atoparse sustancias que produciran
resultados comparables ós deste investigador. Nos últimos 15 anos identificáronse algúns axentes inductores
presentes nos ovos dos anfibios.
Nos ovocitos hai unha gran cantidade e variedade de sustancias almacenadas que serán empregadas polo
embrión para o seu desenrolo. Entre tales sustancias atópanse diversos ARNm. A distribución destas
sustancias non é uniforme en todo o volume do ovo, tal e como se ten demostrado mediante técnicas de
hibridación in situ. Algúns ARNm localízanse só no polo vexetativo do ovo. Un dos ARNm identificados
codifica para a proteína Vg1. A Vg1 e máis outras proteínas coma as activinas pertencen á denominada
familia de factores de crecemento transformantes (TGF). Estas proteínas son inductores que modifican ou
marcan a diferenciación das células do embrión.
Está claro logo, que os embrións dos anfibios desenrólanse seguindo os dictados destas sustancias inductoras,
é dicir, os embrións de anfibios seguen un desenrolo de tipo regulativo.
Outros experimentos:
Os experimentos de transplantes de células entre gástrulas daban resultados distintos segundo a idade das
gástrulas. Así, comprobouse que ó realizar un transplante nunha gástrula temprana, o tecido transplantado
diferenciábase segundo o mapa da gástrula receptora, e o embrión resultante era completamente normal. Pola
contra, se o transplante se facía nunha gástrula máis avanzada as células transplantadas autodiferenciábanse,
non se integraban na gástrula receptora, continuaban desenrolándose segundo o mapa da gástrula donante e o
19
embrión resultante era anormal. Estou levou ó desenrolo do concepto de potencia prospectiva, que é a
capacidade das rexións dun embrión sen manipular de diferenciarse en distintos tecidos. No embrión existen
rexións que teñen unha potencialidade maior da que finalmente expresan. Os territorios do embrión pasan a
estar definitivamente determinados no momento en que xa non é posible cambia−lo seu destino.
A inserción dun novo labio dorsal do blastoporo conducía á formación dun novo eixo embrionario. Esto
resultaba un pouco chocante, pois esperábase que o tecido transplantado se integrara na gástrula. Este
resultado confirmou que o LDB actuaba coma un organizador. Os organizadores tomados de gástrulas
xóvenes conducen á formación unha segunda cabeza no embrión receptor. Canto máis vella é a gástrula
doante, o LDB vai perdendo a súa capacidade de diferenciar estructuras cefálicas. LDB's de idade media
inducen a formación de embrións dunha soa cabeza pero con estructuras corporais de máis. LDB's máis vellos
inducen á formación de estructuras caudais.
A busca de axentes inductores:
Nos primeiros experimentos realizados para identificar axentes inductores empregáronse sustancias de moi
variada orixe. Finalmente, os investigadores caeron na conta de que non tiñan a certeza de que as sustancias
que atopaban estivesen no embrión. Polo que os traballos tiveron que recomezar buscando unicamente en
embrións naturais. A maioría das investigacións centráronse no xenopus.
A complexidade da regulación mediante proteínas é tal que non sei nin para que a vemos. A proteína Vg1, da
que xa temos falado, exprésase a partir de ARNm que se localizan no polo vexetativo do ovo. Esta proteína
vai induci−la formación de tecidos mesodérmicos. Na rexión da media lúa gris atópase outro ARNm coñecido
coma Dsh (disheveled). A partir deste mensaxeiro exprésase unha proteína que participa na activación dalgúns
xenes, coma os Xnr (xenopus−nodal−related), ou os que expresan as proteínas BMP (bone morphogenetic
proteins, a máis coñecida é a BMP4). A proteína expresada polo Dsh tamén actúa inactivando á proteína
quinasa GSK−3, que fosforila á sintetasa do glucóxeno. A inactivación da GSK−3 impedirá a destrucción dos
mensaxeiros do Xnr na que será a rexión do futuro organizador do LDB, no resto do cinto mesodérmico o Xnr
non terá ocasión de expresarse.
A acción de todos estos xenes, ARNm e proteínas pon en marcha a expresión de máis xenes, coma o
goosecoid, que determinarán a diferenciación do LDB. Tamén na rexión do LDB se atopan outras proteínas,
coma a noggin e a chordin, fabricadas polas células da zona dorsal. Estas proteínas pódense unir a outras
proteínas de sinalización, coma a BMP4, bloqueando a súa acción. En embrións nos que no se expresan a
noggin ou a chordin o bloqueo da BMP4 non ten lugar, o que impide a formación das estructuras do sistema
nervoso. O lugar no que se expresan estos xenes e proteínas é decisivo para o desenrolo do embrión. Nos
anfibios pódense inducir cambios drásticos no desenrolo só con xira−lo ovo.
A mesodermalización da rexión ventral está determinada por proteínas coma a xwnt−8. A xwnt−8 é
bloqueada pola proteína Frzb no extremo do arquénteron. Se inxectamos anticorpos contra a Frzb non ten
lugar a caudalización da rexión anterior do tubo neural, de xeito que no canto de tecido nervoso se forma
epidermis.
As interaccións entre as diversas proteínas e xenes varían ó longo de todo o eixo anteroposterior do
arquénteron, observándose unha clara gradación na expresión das proteínas. Se proporcionamos a un embrión
un transportador para a Frzb o bloqueo da xwnt−8 é tal que só se forman estructuras cefálicas. A gradación na
expresión das proteínas deriva na diferenciación dos tecidos en estructuras cefálicas ou caudais. Téñense
identificado unha serie de axentes que participan neste proceso de diferenciación graduada:
• RA (ácido retinoico): o RA induce á diferenciación dos tecidos en estructuras caudais. Esta sustancia
atópase fundamentalmente na rexión caudal. Se engadimos unha cantidade extra de RA o desenrolo
do embrión sufre un cambio drástico. Se os niveis de RA son moi elevados mesmo se pode impedi−la
20
formación dos ollos e máis de certas rexións do cerebro.
• Wnt−3a: é unha proteína sinalizadora. Tamén induce á caudalización das rexións nas que se expresa.
• FGF: outra proteína sinalizadora caudalizante.
DESENROLO EMBRIONARIO DOS TELEÓSTEOS
XENERALIDADES
As investigacións sobre os peixes téñense centrado basicamente no peixe cebra. Este peixe resulta moi
adecuado para as investigacións de embrioloxía por varias razóns. É doado de manter en acuarios, produce
ovos durante todo o ano, e desenrólase moi rapidamente, podéndose obte−las larvas en só 24 horas.
DESENROLO EMBRIONARIO DO PEIXE CEBRA
Segmentación:
O ovo do peixe cebra é pequeño e ten o vitelo concentrado no polo vexetativo. A pesar do seu pequeño
tamaño, estos ovos seguen un esquema de segmentación discoidal. Na discoblástula resultante distínguense
tres elementos: as células do blastodermo son de forma aplanada, dando o aspecto dun epitelio; por debaixo
desta capa de células atópase unha masa de células interna desordeada; segundo avanza o desenrolo, as células
do borde do blastodermo fusiónanse coa mas de vitelo do polo vexetativo, que así pasa a denominarse capa
vitelina sincitial.
Gastrulación:
O blastodermo vai sufrir unha epibolia, de xeito que se extende sobre o sincitio vitelino. No sincitio vitelino
desenrólanse ademaís numerosos microtúbulos que trasladarán ós núcleos cara o polo vexetativo, ó tempo que
arrastran á capa envolvente. A extensión do blastodermos obriga á masa interna a extenderse igualmente sobre
o sincitio vitelino.
Mentres teñen lugar estos movementos de células, no interior do embrión comeza a ter lugar a gastrulación. A
masa celular interna comeza un movemento de involución que dará lugar á formación de dúas capas: o
epiblasto e mailo hipoblasto. Esta involución maniféstase no exterior coa aparición dun escudo embrionario
que se vai alongando. No centro do escudo embrionario aparece pouco a pouco un engrosamente que se
extende cara adiante, a partir do cal se diferenciarán máis tarde o tubo neural, a notocorda, e mailas rexións
somíticas.
O escudo embrionario ten unhas propiedades comparables ás do LDB dos anfibios. Transplantando un escudo
embrionario noutro embrión indúcese á formación dun novo eixo embrionario. Nos teleósteos non é doado
observar unha cavidade enterocélica. O intestino fórmase tarde e dun xeito bastante extraño.
DESENROLO EMBRIONARIO DAS AVES
XENERALIDADES
O ovo de polo foi estudiado xa na antigüidade polo filósofo Aristóteles. O problema fundamental que
presentan os ovos de aves é que son embrionados, e non podemos estudia−las primeiras etapas do desenrolo.
Deberemos agardar a que a galiña poña o ovo para poder estudialo. A rexión de citoplasma activo nun ovo de
polo fecundado concéntrase nunha pequena zona para forma−lo blastodisco. É frecuente que vairos
espermatozoides logren entrar no óvulo, pero só un consigue fecundalo efectivamente.
DESENROLO EMBRIONARIO DO POLO
21
Segmentación:
Dada a enorme cantidade de vitelo que almacena, a segmentación do ovo de polo é parcial. No blastodisco
comezan a aparecer sulcos de segmentación superficiais que non conseguen dividi−lo vitelo, de xeito que as
células en contacto co vitelo non se dividen completamente. Cando a galiña pon o ovo xa tiveron lugar unhas
14 divisións.
Segundo avanza a segmentación comeza a diferenciarse unha cavidade subxerminal semellante a un
blastocele. Exteriormente, na zona segmentada distínguense dúas rexións: a area pellucida separada pola
cavidade subxerminal do vitelo; e a area opaca, que bordea á area pellucida e contacta co vitelo. Pouco antes
da posta do ovo, na area pellucida ten lugar unha que dará lugar á formación dunha nova capa de células. Nun
corte transversal observaríamos unha capa externa, denominada epiblasto, separada agora por un verdadeiro
blastocele dunha capa intermedia chamada hipoblasto. Por debaixo deste hipoblasto situaríase a cavidade
subxerminal.
Gastrulación:
Logo da posta, o desenrolo do embrión mídese en horas. Ás 10 horas de incubación aparece un engrosamento
na area pellucida. Esta rexión engrosada comeza a medrar cara o centro da area pellucida para forma−la liña
primitiva. Entre as 16 e 18 horas comezan a distinguirse algúns detalles nesta liña primitiva. No centro
podemos observar un sulco primitivo, que presenta no seu extremo anterior un pequeño burato chamado
fosiña primitiva. A ambos lados do sulco primitivo aprécianse uns pregues primitivos.
Comprobouse que existe un desprazamento de células cara o sulco primitivo. A este nivel as células
afúndense cara o blastocele. O movemento de células é semellante ó dunha cinta transportadora, unha vez que
as células se afunden baixo o sulco primitivo alónxanse en direccións opostas por debaixo do epiblasto.
Mediante este mecanismo fórmase unha terceira folla embrionaria. Segundo avanza a gastrulación, a fosiña ou
nó de Hensen vaise extendendo cara diante. Ás 18 horas fórmase por diante da fosiña un filamento moi fino
denominado prolongación cefálica. A fosiña pode compararse co LDB dos anfibios, mentres que o sulco
primitivo sería equivalente ó blastoporo. Tense comprobado ademáis unha equivalencia funcional na
expresión dos xenes que controlan o desenrolo do polo cos anfibios.
Neurulación:
No embrión de polo é máis difícil establecer un punto final para a gastrulación. En realidade, a gastrulación
aínda non rematou cando xa comezan a ter lugar os primeiros pasos da neurulación. Cara as 24 horas comezan
a apreciarse cambios por diante do nó de Hensen. Na rexión a partir da que se formará a cabeza o embrión é
trilaminar. As crestas neurais fanse máis pronunciadas e comeza a delimitarse a placa neural. A partir do
epiblasto diferénciase o ectodermo. Ó formarse o esbozo da notocorda, a terceira folla embrionaria que
comezou a formarse durante a gastrulación sepárase en dúas masas laterais de mesodermo. Por outra banda, o
endodermo formarase a partir do hipoblasto, aínda que esta idea é moi discutida hoxe.
Podemos comprobar que a gastrulación aínda non rematou ó facer un corte transversal cara a zona caudal.
Neste punto o embrión aínda é bilaminar e a liña primitiva aínda está comezando a formarse. Segundo avance
a neurulación a liña primitiva irá retrocedendo nun movemento denominado regresión da liña primitiva.
No estudio dos embrións de polo téñense empregado os sistemas de marcas de color, coma no ourizo de mar.
Esto permitiu realiza−los seguintes mapas de territorios no epiblasto.
En estados máis avanzados pódese ver coma a placa neural comeza a pregarse para formar un tubo. O
pregamento comeza na que será a zona posterior da cabeza do embrión, e dende ahí exténdese cara diante e
cara atrás. Na zona caudal o pregamento debe aínda agarda a que remate a gastrulación. O primeiro somita
22
(léase par de somitas) fórmase aproximadamente ás 20 horas, xusto por debaixo do pregamento que formará o
tubo neural. O mesodermo formará os somites segmentarios así coma o mesodermo intermedio e mailo
mesodermo lateral. A partir deste mesodermo lateral, e por un proceso de deslaminación, formarase a
cavidade celómica.
O embrión de 24 horas aínda é plano, pero conforme pasa o tempo podemos ver que vai adquirindo volume. A
formación deste pregamento terá varias consecuencias cruciais. Por un lado, pechará a porción anterior do
intestivo coa formación dunha bolsa subcefálica (o intestino pecharase na súa porción posterior pola
formación máis tardía dunha bolsa subcaudal). Outra consecuencia deste pregamento é a aproximación das
rexións de mesodermo cardíaco, que formarán os esbozos do corazón.
O intestino irase pechando gradualmente ata que só quede aberto no punto de unión co vitelo, no pedúnculo
vitelino. Na porción anterior da notocorda, no encéfalo, comezan a diferenciarse tres rexións distintas que
máis tarde formarán o cerebro anterior, medio e posterior. Os esbozos cardíacos fórmanse a partir do
mesodermo lateral. Dende a esplacnopleura ten lugar unha migración de células que orixinarán os tubos
cardíacos. Estos tubos fusionaranse segundo se vaia pechando o tubo dixestivo, e constitúen o esbozo do
estrato máis interno do corazón, o endocardio. A esplacnopleura que rodea ós tubos cardíacos aumenta o seu
grosor, e comeza a diferenciarse en tecido muscular para forma−lo miocardio. As cavidades celómicas a
ambos lados do esbozo do corazón fusiónanse para orixina−la cavidade pericárdica. Cando o embrión ten 33
horas o corazón xa bombea sangue.
No mesodermo extraembrionario, células desprendidas da esplacnopleura formarán os illotes sanguíneos, ós
que se unirán os tubos cardíacos. Nestos illotes sanguíneos comezan a organizarse arterias e venas, ó tempo
que se forman os primeiros glóbulos vermellos.
Os anexos embrionarios:
No embrión de polo desenrólanse unha serie de estructuras destinadas fundamentalmente a nutrilo. En total
fórmanse tres anexos embrionarios: a vesícula vitelina, o amnios e a serosa, e mailo alantoides.
A vesícula vitelina:
É o primeiro dos anexos en comezar a súa formación. A vesícula vitelina resulta da extensión do endodermo e
mesodermos extraembrionarios, que van recubrindo o vitelo. Deste xeito fórmase coma unha bolsa que
permanece conectada co tubo dixestivo a través do pedúnculo vitelino. O mesodermo que recubre ó
endodermo ten dúas capas: a lámina esplácnica, e a lámina somática. O endodermo formará un epitelio capaz
de absorbe−los nutrintes do vitelo, que son transportados por un sistema de circulación vitelina formado pola
lámina esplácnica ata o embrión. Cando o polo nace, unicamente consumiu arredor dos dous tercios do
contido do vitelo. A vesícula vitelina é unha estructura moi primitiva.
O amnios e a serosa:
Nun corte saxital dun embrión de 33 horas, obsérvase que na rexión anterior dos territorios extraembrionarios
comeza a formarse unha elevación, o pregue amniótico. Na formación deste pregue intervén o ectodermo
extraembrionario. O pregue medra por encima do embrión, extendéndose pouco a pouco a lámina somática
xunto co ectodermo. Sobre as 48 horas comeza a formarse un pregue semellante na rexión posterior. Os dous
pregues van medrando ata fusionarse e delimitar unha cavidade na que se aloxa o embrión.
A bolsa que encerra esta cavidade amniótica ten tres capas: a membrana amniótica é a máis interna, en
contacto directo coa cavidade; formado tamén a partir da lámina somática dos pregues fórmase unha capa de
músculo liso, que se contrae espontáneamente para evitar que o embrión se pegue á membrana amniótica; a
partir do ectodermo dos pregues fórmase outra membrana, a serosa, constituída por dúas finas capiñas.
23
A cavidade amniótica está rechea dun líquido no que se atopa sumerxido o embrión. O desenvolvemento desta
cavidade permitiu ós vertebrados independizarse do medio acuático.
O alantoides:
O alantoides fórmase pola evaxinación do endodermo do intestino, na zona posterior do embrión. Comeza a
desenrolarse ás 62 horas coma unha pequena vesícula. A vesícula medra acompañada pola esplacnopleura no
interior do celoma extraembrionario, extendéndose por todo o contorno do saco vitelino e mailo embrión.
A vesícula esplacnoidea está acompañada dun mesodermo esplácnico que forma vasos sanguíneos. O sistema
de circulación alantoideo así formado proporciona O2 ó embrión, ó tempo que lle permite desfacerse do CO2
(a cáscara do ovo permite o intercambio gaseoso). Os órganos excretores tamén desembocan no alantoides,
que se comporta así coma un saco de orina e residuos metabólicos. O alantoides tamén capto Ca da cáscara do
ovo, que se combina co P almacenado no vitelo para que se desenrole o esquelete. Parte do albúmen que rodea
ó alantoides é tamén reabsorbido.
Cando o polo nace, desfaise de todas estas estructuras, que quedan pegadas á cáscara. Tódolos vertebrados
desenrolan estos tres anexos embrionarios, a denominación amniota non quere dicir que só desenrolen o
amnios.
EXPERIMENTOS CO EMBRIÓN DE POLO
Nas aves, de xeito semellante a como ocorría nos anfibios, existen uns procesos de rotación que determinan
cal vai a ser a liña primitiva, e máis cal será a orientación do embrión.
Manipulación da polaridade do embrión:
O oviducto ten varias seccións. O ovo entra polo infundíbulo. Dende ahí pasa ó magnum, onde hai unha gran
cantidade de glándulas que engaden a clara do ovo. No itsmo engádense as membranas da cáscara, e na
glándula cloacal fórmase a cáscara propiamente dita. O ovo tarda arredor dun día en percorre−lo oviducto,
pasando a maior parte deste tempo na glándula cloacal. A musculatura presente nesta sección do oviducto é a
que fai xira−lo ovo. Cando se fabrica a cáscara, o ovo presenta o extremo máis agudo cara a cloaca.
Habitualmente, o disco embrionario ten unha polaridade moi definida, ó parecer moi relacionada coa rotación
do ovo dentro do oviducto. A xema, ó ter unha maior densidade, tende a mante−la súa posición, de xeito que
as chalazas sufren un enrollamento. Se invertimo−la posición do ovo podemos modifica−la posición do
embrión, o que se manifesta nun enrollamento contrario das chalazas (???????).
Manipulación do blastodisco:
Os experimentos máis comúns consisten en corta−lo blastodisco. Segundo o sentido en que fagamo−los cortes
obteremos distintos resultados. Un corte lonxitudinal todo ó longo do blastodisco resultará na formación de
dous embrións normais. Se os cortes non se completan obteremos embrións siameses, ben con dúas colas, ou
ben con dúas cabezas segundo o lugar da incisión. Mediante experimentos que poderiamos chamar de cortado
e pegado, consiguiuse desenrolar independentemente ás e patas.
Tamén se poden realizar quimeras, o que resulta moi útil para atopa−la orixe das células migratorias. Por
exemplo, téñen realizado quimeras de polo e codorniz nos laboratorios de Le Dauarín. O realizar unha tinción
de Feulgen para o ADN pódense identificar moi ben as células de cada especie. En tempo máis recentes
empréganse anticorpos contra as proteínas de codorniz, que así se poden identificar facilmente mediante
técnicas inmunocitoquímicas.
24
Expresion xénica no embrión do polo:
As técnicas de bioloxía molecular permitiron poñer de manifesto unha insospeitada asimetría, no tocante á
expresión xénica, entre os lados dereito e esquerdo do embrión. Esta asimetría pódese observar xa dende a
gastrulación.
O xen shh só se expresa na metade esquerda do blastodisco. A expresión do xen Caronte neste mesmo lado
impide a expresión do BMP, o que á súa vez favorece a expresión en toda a metade esquerda do xen que
codifica para a proteína nodal, a cal inflúe na expresión do factor de transcripción pitx2.
Na metade dereita non se expresa a proteína nodal, o que permite a expresión das proteínas de acción
extracelular activinas. As activinas favorecen a expresión do FGF−8, que á súa vez inflúe na expresión das
BMP. No lado dereito, estas BMP reprimen a expresión da proteína nodal, o que permite a expresión do factor
de transcripción snail.
DESENROLO EMBRIONARIO DOS MAMÍFEROS
XENERALIDADES
Existen dúas clases de mamíferos vivíparos, os mamíferos metaterios ou marsupiais; e os mamíferos euterios.
Só existen dúas especies de mamíferos ovíparos. Nos imos estudia−lo desenrolo embrionario dos mamíferos
euterios, nos que todo o desenrolo ten lugar no interior da nai.
DESENROLO EMBRIONARIO
En moitos mamíferos, atopámonos con que na etapa de blastocisto temparano non existe unha diferenciación
clara entre as células. Unicamente se distingue unha zona máis engrosada denominada botón embrionario.
Segundo avanza o desenrolo as células do blastocisto segréganse en dúas capas: o trofoblasto, que establecerá
as relacións co útero materno; e no interiior do trofoblasto o embrioblasto, formado polas células que darán
lugar embrión. O embrioblasto non ten unha polaridade definida, e as súas células poden diferenciarse en
calquera tipo de tecido. Estas células poden multiplicarse activamente nun medio de cultivo, conservando a
pesar de todo a súa capacidade de formar embrións completos.
O blastocisto fíxase ás paredes do útero. Nos mamíferos más desenrolados, o trofoblasto desenrola un tecido
moi invasivo, que se introduce na mucosa uterina arrastrando consigo a todo o blastocisto.
Anexos embrionarios:
Ó igual que no polo, nos mamíferos fórmanse tres anexos: a vesícula vitelina, o amnios, e mailo alantoides.
A vesícula vitelina:
A vesícula vitelina fórmase a partir de células que se desprenden moi tempranamente do embrioblasto. Estas
células asócianse ó trofoblasto e recúbreno interiormente. Estas células proceden de territorios do endodermo
extraembrionario. Entre a vesícula vitelina e o trofoblasto formaranse cavidades celómicas polo desenrolo do
mesodermo que provocarán a separación da membrana vitelina e do trofoblasto.
O Amnios:
A formación da cavidade amniótica varía moito segundo os grupos de mamíferos. Imos ver dous esquemas da
súa formación. O primeiro é un modelo maís primitivo, mentres que o segundo é o esquema que seguen os
embrións humanos:
25
• Modelo primitivo: o embrión que se forma é un blastodisco, por riba do cal se elevan uns pregues
amnióticos igual que como ocorría no polo, aínda que nestos mamíferos este proceso é máis
temprano. Este tipo de amnios recibe o nome de plectamnios.
• Modelo humano: no embrión de seres humanos o embrioblasto permanece unido ó trofoblasto.
Nunha etapa moi precoz, ábrese unha fenda no embrioblasto que comeza a encherse de líquido. O
amnios así formado denomínase esquizamnios, e ó proceso polo que se forma chámaselle cavitación.
O alantoides:
O esbozo do alantoides dos mamíferos aparece moi cedo. O mesodermo extraembrionario asociado co
alantoides desenrolará rapidamente a rede vascular necesaria para alimenta−lo embrión. De novo imos ver
dous modelos para a formación do alantoides:
• Modelo primitivo: o alantoides medra de xeito semellante o como ocorre no polo, invadindo o
celoma extraembrionario. O saco alantoideo así formado acada un gran tamaño.
• Modelo humano: no caso dos humanos, tanto a vesícula vitelina coma o alantoides deixan de medrar
relativamente cedo. Nembargantes, o material mesodérmico asociado ó alantoides vaise desenrolar
considerablemente, formando unha intrincada rede vascular.
A rapidez coa que se desenrolan os anexos embrionarios dos mamíferos é notablemente maior que nas aves.
Esto é unha consecuencia directa da adaptación ó viviparismo.
Desenrolo do botón embrionario:
O desenrolo dos anexos embrionario resulta na conformación dun disco embrionario bilaminar, situado entre
a vesícula vitelina e o amnios. A lámina en contacto co amnios recibe o nome de epiblasto, mentres que a
outra se chama hipoblasto.
Gastrulación:
A gastrulación comeza coa aparición da liña primitiva, o nó de Hensen, e máis un sulco primitivo. Igual que
como ocorría nas aves, as células comezan a desprazarse cara o sulco primitivo. Se facemos un corte
transversal atoparemos unha pequena diferencia respecto das aves. O nó de Hensen non é un simple buraco,
senón que é máis coma un tubiño que se abre cara a vesícula vitelina, a través do cal entran as células. Parte
destas células extenderánse lonxitudinalmente por debaixo do epiblasto para forma−la notocorda. Outras
células situaranse sobre a vesícula vitelina para formalo endodermo embrionario. Así, o nó de Hensen dos
mamíferos é máis semellante a un blastoporo que o das aves. O endodermo que se está incorporando neste
momento desprazará o primeiro endodermo formado polo hipoblasto, e maís tarde formará o tubo dixestivo.
Neurulación:
En xeral, a embrioxénese dos mamíferos é moi semellante á das aves. Se facemos un corte transversal
veremos que, coma no polo, tamén se forma un embrión trilaminar con ectodermo, mesodermo e máis
endodermo. O ectodermo comeza a engrosarse para forma−la placa neural. Os pregues neurais elévanse e
forman bastante cedo o tubo neural. A zona anterior, correspondente á cabeza, elévase, o que fai que se
acheguen os esbozos do corazón. O esbozo do corazón desenrólase rapidamente, e establece contacto co
primitivo sistema circulatorio alantoideo. O corazón comeza a latir antes de que se peche o tubo neural, e en
comparación co polo comeza a latir tamén moito antes.
A aceleración do desenrolo dos mamíferos é relativa. Se fixesemos unha comparación absoluta
comprobariamos que o desenrolo das aves é moitísimo máis rápido. No desenrolo humano sóese medi−la
idade do embrión en semanas:
26
1ª semana: fórmase o esbozo do amnios no blastocisto.
2ª semana: o disco embrionario é bilaminar.
3ª semana: comeza a gastrulación
Nos ratos, a gastrulación comeza ós oito días, mentres que no polo ten lugar entre as 10 e 15 horas. Nos
mamíferos, o maior acelerón no desenrolo do embrión ten lugar no momento en que se establece a relación
nutritiva coa nai, ó pecharse o sistema circulatorio.
A PLACENTACIÓN
Para establece−la relación co organismos materno, o máis habitual é que os embrións empreguen algún dos
anexos embrionarios que explicamos antes. En principio podemos distinguir dous tipos de placentas:
• Onfaloplacentas: nas quenllas do xénero Mustelus, o embrión establece unha relación bastante
estreita coas paredes uterinas a través do saco vitelino.
• Alantoplacentas: nos vertebrados amniotas, o alantoides pode participar xunto coa vesícula vitelina
na formación da placenta. Nos réptiles, ambas estructuras interveñen na placentación. O mesmo
ocorre nos mamíferos primitivos coma os marsupiais. En mamíferos máis modernos, a vesícula
vitelina foi perdendo importancia neste proceso, sendo o alantoides o único implicado na
placentación.
A implantación:
Un dos pasos máis importantes na placentación é a implantación. O embrión que se implanta atópase na fase
de blastocisto. Existen dous mecanismos de implantación distintos:
• Implantación superficial: neste caso a interacción entre o trofoblasto e o útero é moi lixeira. As
placentas desenroladas a partir dunha implantación superficial están pouco especializadas.
• Implantación intersticial: o blastocisto achégase á parede uterina e comeza a degrada−los tecidos,
abríndose un pequeño oco na mucosa onde se vai introducir. O blastocisto continúa o desenrolo e a
mucosa rodéao e medra con el.
Tipos de placentas:
Hai dous criterios a seguir para a clasificación das placentas. O número de capas que separan á circulación
fetal da materna é un dos caracteres nos que se basea un destos criterios. Habitualmente, o sangue circula
polos vasos sanguíneos da nai, rodeados por tecido conxuntivo e máis por dúas capas epiteliais da mucosa
uterina. Pola súa banda, o embrión está rodeado polo trofoblasto e máis unha capa de tecido conxuntivo, por
debaixo da cal se atopan os vasos sanguíneos.
O trofoblasto adopta dúas configuracións diferentes: internamente distínguese unha capa de células
independentes denominada citotrofoblasto; na cara externa as células fusiónanse para forma−lo
sincitiotrofoblasto. O trofoblasto soe denominarse corion, e as placentas primitivas con implantación
superficial denomínanse epiteliocoriais. Nestas placentas, as numerosas capas que separan as circulacións
materna e fetal limitan bastante a relación do embrión coa nai, é por esto que nestos casos as glándulas
uterinas segregan activamente un leite uterino que proporciona nutrintes ó embrión. Os trofoblastos invasivos
poden eliminar algunhas capas da mucosa uterina, facendo máis doado o contacto entre a nai e o embrión.
Nestos casos distínguense varios tipos de placentas:
• Placentas sindesmocoriais: o trofoblasto destrue o epitelio externo da mucosa uterina e entra en
27
contacto co tecido conxuntivo situado debaixo.
• Placentas endoteliocoriais: neste caso elimínase tamén o tecido conxuntivo, de xeito que o
trofoblasto entra en contacto directo cos capilares maternos.
• Placentas hemocoriais: nestas placentas fórmanse bolsas de sangue que bañan directamente a
superficie do trofoblasto. Este é o tipo de placenta máis evolucionado.
O aspecto do trofoblasto varía segundo o tipo de placenta á que se vaia unir. Este é o outro criterio para a
clasificación das placentas, distinguíndose as seguintes variantes:
• Placentas difusas: a superficie do trofoblasto presenta un gran número de pequenas vellosidades que
se entremeten na mucosa uterina. Habitualmente, as placentas difusas son de tipo sindesmocorial. Tal
é o caso do porco.
• Placentas cotiledonarias: neste caso obsérvanse por todo o perímetro do corion unha serie de áreas
de contacto especializadas, coma se fosen grupos de vellosidades, denominadas cotiledóns. Estas
placentas soen ser de tipo sindesmocorial, e son típicas dos rumiantes.
• Placentas zonarias: nestas placentas, a rexión de contacto do coríon forma un cinturón. É habitual
que neste tipo de placentación ocorran pequenas hemorraxias en áreas onde se extravasa o sangue,
circunstancia que facilita o intercambio de sustancias. Estas placentas, típicas de carnívoros, soen ser
de tipo endoteliocorial.
• Placentas discoidais: neste caso, a zona de contacto redúcese a un área moi concreta. Esta
configuración é típica de roedores e primates, que soen presentar placentas hemocoriais.
O distinto grao de relación do feto coa nai dependerá da estructura do alantoides. Polo xeral, embrións con
relacións pobres coa nai desenrolarán alantoides moi grandes. Pola contra, os humanos establecen contactos
moi íntimos coa nai, e o alantoides limítase prácticamente a formar vasos alantoideos, apenas se forman
vesículas.
Estructura da placenta humana e de primates:
Nos primates coma nós, o trofoblasto realiza unha implantación intersticial, invadindo a mucosa uterina. O
sistema circulatorio desenrolado polo trofoblasto é moi complexo. Está formado por unha intrincada serie de
tabiques a través dos cales circulan os vasos sanguíneos. A erosión da mucosa uterina é tal que os vasos
materno rompen, formándose lagoas de sangue na placenta. Así, o sincitiotrofoblasto está bañado
directamente polo sangue materno. A superficie do trofoblasto está moi pregada, de xeito que se incrementa a
superficie de contacto. Este é o motivo de que as placentas dos primates resulten tan eficientes.
A placenta coma órgano de intercambio:
A placenta é un órgano de intercambio entre o sangue materno e fetal. A través da placenta o feto recibe
nutrintes e elimina os residuos do metabolismo. O intercambio de gases vese facilitado polo feito de que os
eritrocitos embrionarios teñen unha maior afinidade polo O2. A agua pode difundir tamén a través da
placenta. Igualmente realízanse intercambios de sustancias tales coma a glucosa e a urea. Na placenta pódese
almacenar glucosa en forma de glucóxeno, tal e como ocorre no fígado. Existen ademáis transportadores de
aminoacidos, e nalgúns casos de ácidos graxos. A placenta tamén ten funcións de transporte específico,
podendo transportar Fe mediante a proteína transferrina.
Algunhas placentas poden transportar ademáis anticorpos fabricados polo sistema inmunitario materno. O
paso de anticorpos resulta de suma importancia para supli−la inmadurez do sistema inmune do recén nacido.
Nalgúns mamíferos non existen mecanismos de transporte de anticorpos, polo que estos deben ser
suministrados polo primeiro leite materno, o calostro.
Outra importante función da placenta é que actúa coma unha glándula endocrina. A placenta segrega diversos
28
tipos de hormonas vitais para o desenrolo do feto. Algunhas destas hormonas son:
• Gonadotropina coriónica: esta proteína regula a producción da hormona LH. É esencial para que se
manteñan activos os corpos lúteos durante o embarazo. Durante este tempo a placenta farase cargo da
producción de testosterona.
• Lactóxeno placentario: é outra hormona proteica con funcións semellantes ás da prolactina, que
contribúe ó desenrolo das glándulas mamarias.
• Proxesterona: unha hormona esteroidea.
• Estróxenos: outra hormona esteroidea.
Estas hormonas preparan o corpo da nai para o desenrolo do feto, o parto e maila lactancia.
O PARTO
A preparación para o parto está inducida por unha serie de sustancias, entre as que se contan:
• Oxitocina: producida pola hipófise, desencadea as contraccións da musculatura do útero.
• Prostaglandinas: poden ser producidas en distintos puntos, mesmo no propio útero, e reforzan as
contraccións musculares.
Os mamíferos reciben este nome porque amamantan ás súas crías. As glándulas mamarias que caracterizan ós
mamíferos producen o leite que servirá de alimento para os recén nacidos. A lactancia tamén é un proceso
regulado hormonalmente. A simple contracción das glándulas mamarias estimula a producción de hormonas
coma a oxitocina ou a prolactina.
EXPERIMENTACIÓN NOS MAMÍFEROS
Polo xeral, o número de recén nacidos no parto dos mamíferos varía segundo as especies. A estructura do
útero é de fundamental importancia neste aspecto. Os animais que forman un elevado número de embrións
teñen un útero de tipo bicorne. Este tipo de úteros ten a capacidade de realizar movementos peristálticos para
repartir dun xeito equilibrado os embrións, e así manter separadas as placentas. Os úteros simples, coma o da
muller, en principio non están capacitados para aloxar un número elevado de embrións.
Moitos experimentos realizados con mamíferos tiñan como obxectivo o desenrolo da poliembrionía. Esto
pódese conseguir con varios métodos. A fragmentacion do embrioblasto en dúas masas pode dar lugar a dous
embrións xeneticamente idénticos. Estos embrións uniovulares poden comparti−la placenta, e nalgúns casos a
mesma cavidade amniótica.
Nalgúns mamíferos, a poliembrionía é un proceso natural. Tal é o caso do armadillo. Os cigotos recén
fecundados deste animal divídense case sempre para formar entre 4 e 10 cigotos idénticos, que se desenrolan
nos correspondentes embrións viables.
Experimentos con ratos:
As células nai embrionarias, ou para ser maís exactos, os grupos de células nai embrionarias teñen a
capacidade de autoorganizarse para determinar un eixo embrionario. Esto permite que masas de céluas nais
embrionarias separadas do embrioblasto poidan desenrolar embrións completos. Esta capacidade tense
empregado para realizar manipulacións xenéticas destinadas á investigación. A maioría dos estudios
realizáronse con ratos.
Os blastocistos tempranos, antes de implantarse, pódense retirar do oviducto e son facilmente manipulables.
Os blastocistos manipulados poden reimplantarse no útero dunha femia sen maiores problemas. Deste xeito
29
poden realizarse por exemplo quimeras, ó engardir células dun blastocisto noutro e reimplantar este último.
Os ratos knock−out:
Nas células nai embrionarias podemos introducir xenes modificados. Para cultiva−las células nai precísanse
medios de cultivo axeitados, que permitan que as células se dividan por mitose pero que non se diferencien.
Estas células poden incorporar fragmentos de ADN se empregamos unha técnica de electroporación.
Os experimentos máis comúns consisten en crear knock−out's xénicos, individuos nos que se bloquea a
expresión dun determinado xen. No fragmento engadido inclúese un xen que proporciona ás células
resistencia contra un antibiótico. Ó tratar o cultivo de células nai con este antibiótico só aquelas células que
incroporaron o noso fragmento de ADN sobrevivirán. Estas células poden incluírse nun embrioblasto para
obter unha quimera. Se temo−la sorte de que o rato así obtido presente células co xen bloqueado nas gónadas,
ó cruza−lo cunha femia normal o 25% da descendencia presentará homocigose para o xen bloqueado. Os
embrións knok−out soen ter carencias notables, pero nalgúns casos poden ser viables.
Con esta técnica podemos estudia−las funcións dos xenes ó comproba−las carencias que provoca o seu
bloqueo.
DESENROLO EMBRIONARIO DOS INSECTOS
XENERALIDADES
O grupo dos insectos é moi heteroxéneo debido fundamentalmente á enorme variabilidade que presenta. En
principio podemos distinguir dous modelos de desenrolo básicos:
• Desenrolo heterometábolo: neste caso o desenrolo é máis ou menos gradual. Do ovo nace unha larva
sen ás semellante ó imago. A larva irá medrando e sufrirá varias mudas para convertirse finalmente
nun adulto.
• Desenrolo homometábolo: as larvas que seguen este esquema de desenrolo non se parecen ós
adultos. A larva dará lugar ó imago por medio dunha metamorfose.
DESENROLO EMBRIONARIO DOS INSECTOS
Insectos heterometábolos:
Os ovos de insectos primitivos tales coma o saltón soen ser curtos. En principio, a segmentación segue o
esquema típico visto nos primeiros temas, fórmase un sincitio cos núcleos concentrados no centro do ovo. Co
tempo, os núcleos comezan a emigrar cara a periferia para forma−lo blastodermo, primeiro sincitial e maís
tarde celular.
O desenrolo do propio embrión comeza cun engrosamente do blastodermo na denominada banda
embrionaria. O engrosamento vai tomando unha forma como de raqueta, o que fai que este tipo de embrións
sexan moi semellantes ós dos vertebrados (aínda que dados a volta, como veremos logo). Nesta banda
embrionaria comezan os movementos da gastrulación coa aparición dun sulco ó longo da liña media. A
entrada de células a través deste sulco dará lugar á formación do mesodermo. Este mesodermo exténdese
lateralmente, achegándose á zona dorsal. Na mesma zona da liña media, as células do ectodermo
diferenciaranse para dar lugar ós elementos do SNC.
A banda mesodérmica pode formar nalgún momento cavidades de tipo celómico que desaparecerán ó pouco
tempo. Finalmente, a banda mesodérmica escíndese en dous fragmentos simétricos. No extremo dorsal das
bandas mesodérmicas comezan a desprenderse unhas células denominadas cardioblastos. O corazón e os
30
corpos graxos formaranse a partir das porcións laterais do mesodermo. As porcións das bandas mesodérmicas
máis próximas ó cordón nervoso darán lugar á musculatura. As áreas ventrais do ectodermos diferenciaránse
para formar apéndices tales coma patas e antenas. Así vemos que o sulco a través do cal se introduce o
mesodermo corresponderíase co blastoporo. Dado que este blastoporo formará máis tarde a boca, considérase
que os insectos son protóstomos.
Nos extremos anterior e posterior do embrión fórmanse novas invaxinacións, o estodeo e mailo proctodeo,
relacionadas co aparato dixestivo. Dende o fondo destas invaxinacións comezan a desprenderse células que
orixinarán o endodermo, a partir do cal se formará o intestino. O intestino xurde de forma dispersa, invadindo
a rexión central do ovo rica en vitelo. O mesodermo de insectos, como xa vimos, forma os músculos, o
corazón, corpos graxos, etc, pero non da lugar a ningún tipo de esquelete, dermis, ou cavidades celómicas
verdadeiras.
A continuación comeza un proceso de pregamento dos flancos do embrión. Os pregues medran por riba do
embrión e terminan pechando unha cavidade amniótica rechea de líquido. O epitelio interno desta cavidade é
o amnios, mentres que no exterior se sitúa a serosa. Nestos embrións curtos, a banda embrionaria realiza
movementos complexos que a desprazan sobre a superficie do ovo. Este proceso coñécese co nome de
blastocinese.
Insectos homometábolos:
A mosca do vinagre segue un desenrolo de tipo homometábolo. A Drosophila melanogaster é un pequeño
insecto de 2 a 3 mm de longo cun ciclo vital moi curto. Dende o momento da posta dos ovos só pasan 9 días
ata que se completa o imago.
As divisións no ovo da mosca do vinagre son moi rápidas. Na sétima ou oitava división os núcleos comezan a
migrar cara a periferia para forma−lo blastodermo sincitial. Cando teñen transcurrido unhas 10 divisións
diferénciase un grupo de células polares, que son a orixe das células xerminais que formarán as gónadas.
Cando temos arredor de 213 células o blastodermo celularízase, quedando só uns pouco núcleos no vitelo.
A banda embrionaria destos embrións é distinta á dos embrións heterometábolos. Na que será a rexión ventral
do embrión comezan a formarse un engrosamento que abarca toda a lonxitude do embrión. Comezan a
formarse uns sulcos, primeiros indicios da segmentación da larva, e a banda embrionaria estírase máis ata case
pecha−lo perímetro do ovo. Finalmente toda a banda embrionaria queda segmentada, destacando na rexión
anterior un sulco cefálico maior. No extremo posterior da banda embrionaria, que se atopa na rexión dorsal ó
estiramente sufrido, fórmase unha invaxinación caudal, esbozo do proctodeo. Entre esta invaxinación caudal e
o sulco cefálico fórmase a amnioserosa.
Pouco a pouco os segmentos comezan a extenderse por toda a superficie ó tempo que se van estreitando, o que
provoca un cambio na conformación do ovo. O proctodeo sitúase agora si no extremo posterior, mentres no
extremo anterior se desenrola a invaxinación que formará o estomodeo. A través desta invaxinación
introdúcese gran parte do material da rexión cefálica, reducíndose considerablemente o tamaño deste primeiro
segmento.
A cuberta externa do ovo forma unha cutícula e apréciase claramenta a segmentación da agora chamada larva
instar. O primeiro segmento corresponde á cabeza, os tres seguintes ó tórax, e o resto pertencen ó abdomen.
Da eclosión da instar sairá unha larva que sufrirá dúas mudas antes de formar unha pupa, da finalmente sairá
un imago completo.
Control xénico do desenrolo na mosca do vinagre:
Téñense atopado numerosos mutantes de D. melanogaster, a maioría dos cales nunca chegan a desenrolar
31
individuos adultos. De tódolos xeitos, moitos destos mutantes acadan estados embrionarios nos que xa se
poden distinguir órganos e outras estructuras corporais. Os estudios de control xénico centráronse
fundamentalmente na determinación dos eixos embrionarios, e máis no número de segmentos que se
formaban na larva.
Os xenes que determinan o eixo antero−posterior do embrión son xenes maternos. Estos xenes exprésanse no
ovario xa antes da meiose, e os ARNm que codifican son incorporados polo óvulo na súa formación. Estos
ARNm estarán presentes nas células do embrión, onde determinarán a súa diferenciación. Os xenes
responsables da segmentación exprésanse no propio embrión. Os máis importantes son: os xenes gap, os
xenes da regra par, os xenes da polaridade segmentaria, e mailos xenes selectores homeóticos.
Determinación xénica do eixo antero−posterior:
Hai dous xenes principais encargados desta tarea: o bicoid, e o nanos. Estos xenes exprésanse nas células
nodriza do ovario. Os ARNm sintetizados nestas células son incorporados polo ovocito, que os almacenará en
zonas moi concretas. O xen bicoid acumúlase no que será o extremo anterior do ovocito, mentres que o nanos
se acumula no extremo posterior.
A responsabilidade desta distribución dos mensaxeiros recae sobre unhas proteínas, tamén sintetizadas polas
células nodriza, que se unen ós ARNm. Estos complexos ribonucleoproteicos únense a uns sistemas de
transporte intracelular que os levaran ó seu emplazamento final. As proteínas que se unen ó xen bicoid están
codificadas por dous xens, o exuperantia, e o swallow. As proteínas que se unen ó nanos funcionan igual,
aínda que son codificadas por outros xenes. A mutación de calquera dos xenes implicados neste mecanismo
ten consecuencias drásticas no desenrolo embrionario.
Unha larva normal ten cinco rexións disintas: cabeza, tórax, abdomen, acron, e telson. Estas dúas últimas
rexións son os extremos anterior e posterior respectivamente. Unha mutación do sistema bicoid/swallow fai
que o embrión teña dous telson nos extremos dun abdomen, faltan polo tanto o acron, a cabeza e mailo tórax.
Unha mutación do sistema nanos resultaría na formación dun acron no extremo dunha rexión cefalotorácica.
Expresión do bicoid e o nanos na embrioxénese:
A traducción dos ARNm bicoid e nanos comeza despois da fecundación, na etapa sincitial, de xeito que as
proteínas resultantes poden difundir por todo o citoplasma. Nembargantes, a difusión está limitada, e a
concentración das proteínas presenta un gradente entre os extremos do ovo.
A proteína bicoid activa a traducción doutro ARNm tamén procedente do ovario, do que resultará a proteína
hunchback. En principio, esta proteína adopta o mesmo gradente que presenta a bicoid, que é máximo no
extremo anterior e vai reducíndose segundo se achega ó centro. A proteína nanos, que presenta un gradente
oposto, actúa ademáis como inhibidora da hunchback, de xeito esta proteína se concentra fundamentalmente
na rexión cefálica. Existe un mecanismo análogo na rexión posterior. A proteína nanos interacciona cunha
proteína caudal que se concentra na rexión posterior.
Determinación xénica da segmentación:
Os xenes da segmentación mencionados antes interactúan en parte cos mecanismos do bicoid e mailo nanos.
A superposición dos gradentes das distintas proteínas e xenes resulta nunha segmentación en bandas do
embrión. As mutacións dos xenes da segmentación non teñen consecuencias tan drásticas coma as do bicoid e
o nanos.
Os xenes gap:
32
Os primeiros xenes segmentarios en expresarse son os gap, que forman unha serie de bandas transversais. Hai
catro xenes gap: o giant, o krüppel, o knirps e mailo tailles. O seguinte debuxo mostra as bandas nas que se
expresan estos xenes.
A expresión dos xenes gap na etapa sincitial inducirá á expresión doutra familia de xenes, xa na etapa celular.
Os xenes da regra par:
Os xenes da regra par exprésanse en bandas alternas correspondentes ós 14 segmentos da larva da D.
melanogaster. Distínguense xenes da regra par primarios e secundarios. Os xens primarios vense
directamente influenciados polos xens gap. Os xens secundarios exprésanse nos segmentos pares, e están
sometidos á influencia dos xens primarios. A mutación destos xenes soe resultar na perda da metade dos
segmentos do embrión.
Os xenes da polaridade segmentaria:
Finalmente, exprésanse os xenes da polaridade segmentaria, en parte influenciados polos xenes da regra par.
Wingless e engrailed son dous destos xenes da polaridade segmentaria. Estos xenes exprésanse en bandas
transversasis adxacentes.
As células que expresan wingless segregan unha proteína que se une a un receptor (frizled) emplazado na
membrana das células que expresan engrailed. Esto fai que se manteña a expresión do engrailed nestas
células. Pola súa banda, as células que expresan engrailed sintetizan a proteína hedgehog, que actúa sobre os
receptores patched das células que expresan wingless, mantendo dita expresión.
Os xenes selectores homeóticos:
Os xenes selectores homeóticos codifican información relacionada coas estructuras que debe formar cada
segmento. A mutación destos xenes ten tamén consecuencias notables. Por exemplo, a mutación do xen
antennapedia fará que no canto de antenas se formen uns apéndices semellantes a patas. Outro exemplo, a
mutación do xen ultrabithorax resultará na transformación dos halterios en ás completas.
Estos xenes están asociados a unhas proteínas de 60 aminoácidos denominadas homeobox. Parece existir unha
correspondencia entre a posición destos xenes no ADN e posición da súa expresión no corpo, feito que ben
pode estar relacionado coas proteínas homeobox. Estos xens homeóticos precisan da cooperación doutras
proteínas e xens interactuando nun mecanismo moi complexo.
Determinación xénica do eixo dorso−ventral:
O establecemento do eixo dorso−ventral tamén está regulado pola expresión combinada de xenes
embrionarios e maternos. Durante a formación do ovocito almacénanse moléculas do ARNm gurken, que se
transcriben na rexión dorsal do ovocito. A proteína traducida a partir do gurken únese a uns receptores das
células foliculares, inhibindo a producción dos factores que causarían a diferenciación en células foliculares
ventrais.
Na zona ventral do ovocito este bloqueo non ten lugar. As células foliculares ventrais segregan a proteína
pipe, que a través dunha serie de proteasas modifica a outra proteína chamada spätzle. No citoplasma do
ovocito atópanse uns complexos de dúas proteínas, dorsal e cactus. A unión da spätzle cos receptores toll
provoca a degradación de cactus, o que permite actuar libremente á spätzle. A spätzle influirá sobre os núcleos
que se atopan na rexión ventral durante a etapa de blastodermo sincitial.
EXPERIMENTACIÓN CON INSECTOS
33
Téñennse estudiado, en varias especies distintas de insectos, os mecanismos de determinación xénica dos
eixos embrionarios e maís da segmentación, e polo de agora non se atoparon excesivas similitudes. En liñas
xerais, o mecanismo é semellante, pero en moitos casos non se ten atopado por exemplo o xen bicoid.
Normalmente, os embrións curtos non presentan este xen, o que fai pensar que se cadra non é estrictamente
necesario que existan dous gradentes de xenes para determina−lo eixo antero−posterior. Nestos embrións
tense atopado un xen zen na zona da serosa, do cal se pensa que pode ter evolucionado o bicoid. Tampouco se
ten observado o mesmo mecanismo de acción dos xenes segmentarios.
Si se teñen atopado os xenes homeóticos noutros insectos e artrópodos. A comparación das secuencias de
xenes homeóticos está comezando a empregarse para establecer relacións evolutivas e de parentesco entre
estos animais.
Ovos regulativos e en mosaico:
Se cortamos transversalmente en dúas metades iguais un ovo dalgúns insectos desenrolaranse dous embrións,
un dos cales carecerá da rexión anterior, mentres que o outro carecerá da rexión posterior. Nos ovos de
insectos primitivos coma o saltón, a metade anterior do ovo non se desenrola, mentres que a partir da metade
posterior se forma un individuo pequeño pero normal. Ponse así de manifesto que os ovos de insectos
primitivos seguen un esquema de desenrolo regulativo.
Os discos imaxinais:
A diferenciación dos tecidos na larva da D. melanogaster é máis complexa. Entre os tecidos larvarios
plenamente funcionais atópanse en determinados puntos grupos de células que non se diferencian. Estos
discos imaxinais formarán órganos e estructuras do adulto, tales coma patas e ás. Os esbozos destos órganos
comezan a formarse xa durante a fase de larva, pero ó pouco tempo invaxínanse e quedan pechados nunha
pequena cavidade. Ata o momento da metamorfose estos esbozos deteñen o seu desenrolo.
Téñense realizado experimentos de transplante de discos imaxinais en individuos adultos. No desenrolo
normal, o discos forman os órganos para os que estaban determinados na metamorfose. A diferenciación e
desenrolo dos discos responde ós cambios hormonais que teñen lugar durante a metamorfose. Estos cambios
hormonais pódense reproducir en laboratorio, permitindo o desenrolo dos discos en individuos adultos. En
ocasións, pódese comprobar que os discos imaxinais perden a memoria, e desenrolan órganos que non
deberían. A este fenómeno denominouselle transdeterminación.
As mudas:
Os insectos desenvolveron un sistema de mudas que lles permite medrar a pesar de posuír un esquelete
externo. As mudas están controladas por un mecanismo no que interveñen dúas hormonas:
• Ecdisona: é unha hormona de tipo esteroideo producida polas glándulas protorácicas. A
concentración desta hormona é moi variable, e intervén nas mudas de larva a pupa e de larva a imago
(neste último caso só intervén esta hormona).
• Hormona xuvenil: esta hormona segrégase sempre en grandes cantidades durante as mudas larvarias.
ORGANOXÉNESE DOS VERTEBRADOS
DIFERENCIACIÓN DO ECTODERMO NEURAL
O ectodermo é a capa maís externa do embrión. Hai dous tipos fundamentais de ectodermo, o neural e mailo
cutáneo. A continuación imaos a estdia−lo desenvolvemento do ectodermo neural, e como da lugar ós órganos
34
que forman o sistema nervoso central.
Diferenciación antero−posterior:
Cando estudiamo−la neurulación en temas anteriores vimos como a partir do pregamento do ectodermo neural
se formaba o tubo neural. Segundo avanza o desenrolo comezan a diferenciarse unhas rexións máis dilatadas
neste tubo. No extremo anterior comeza a formarse o esbozo do encéfalo, mentres que a rexión caudal dará
lugar á médula espiñal. En particular, no engrosamento do extremo anterior distínguense tres vesículas
cefálicas primarias: o prosencéfalo, o mesencéfalo, e o rombencéfalo. Outro dos primeiros cambios que
manifesta o tubo neural é unha curvatura do extremo anterior cara a rexión ventral. Esta plexión cefálica
fórmase xusto no punto onde remata a notocorda, que corre por debaixo do tubo neural.
O rombencéfalo vai a subdividirse en varias rexións. No extremo anterior formarase o metencéfalo, que
orixinará dúas importantes estructuras, o cerebelo e a ponte. O resto do rombencéfalo formará o mielencéfalo,
que constituirá o bulbo raquídeo.
No prosencéfalo distínguense tamén dúas rexións distintas: o diencéfalo, a partir do cal se desenrolarán as
vesículas ópticas; e o telencéfalo (en realidade hai dúas vesículas telencefálicas, unha a cada lado), que será a
porción máis anterior do cerebro.
Así, neste momento o cerebro constitúese de cinco vesículas secundarias, que citadas dende o extremo
anterior serían: o telencéfalo, o diencéfalo, o mesencéfalo, o metencéfalo, e o mielencéfalo. En moitos
vertebrados o desenrolo non vai moito máis alá, pero nos mamíferos aínda teñen lugar algúns cambios.
Fórmase unha segunda flexión, coñecida coma flexión cérvica, en sentido inverso na rexión da ponte. As
vesículas telencefálicas experimentan un gran crecemento, e cubren parcialmente outras partes do cerebro.
Diferenciación dorso−ventral:
Ademáis de formarse vesículas e diferenciarse tecidos no eixo antero−posterio, tamén se forman outras
estructuras transversais. Na parede ventral do diencéfalo fórmase un pequeño saínte, o infundíbulo, que
intervirá na formación da hipófise glandular. Por outra banda, na parede dorsal fórmanse outras vesículas más
complexas. Por exemplo, nos peixes fórmanse dous saíntes denominados órgano liñal e örgano paraliñal, que
se diferenciarán en tecidos sensibles á luz, coma os ollos. En mamíferos e outros vertebrados, estas vesículas
son a orixe da glándula pineal.
Desenrolo da médula espiñal:
A médula espiñal é a prolongación caudal do tubo neural. Durante o desenrolo, a luz do tubo neural estréitase
e redúcese a unha pequena fenda. Se facemos un corte transversal da médula espiñal distinguiremos catro
rexións. No polo dorsal sitúase a placa do teito, mentres que no polo ventral atopamo−la placa do chan. Nas
paredes laterias sitúanse a placa alar na metade superior, e maila placa basal na metade inferior, ámbalas
dúas duplicadas na parede do outro lado. As placas do teito e máis do chan formarán células da glía, mentres
que na placa basal e máis na alar formaranse tanto células da glía coma neuronas. Habitualmente pódese
apreciar un sulco entre as placas basal e alar. Este sulco limitante ou sulco de His prolóngase normalmente ata
o mesencéfalo.
Gradentes de difenrenciación dorso−ventral:
A notocorda, que se extende por debaixo do tubo neural, ten un papel crucial na xénese da placa do chan e
máis nos elementos da placa basal. Téñense realizado experimentos que evidencian este feito. Se
transplantamos unha notocorda de par da médula espiñal inducirase a formación dunha placa do chan na
parede lateral. Se o que facemos é retira−la notocorda do seu lugar a placa do chan non se forma. Esto
35
demostra que a diferenciación da médula espiñal está relacionada con gradentes dorso−ventrais.
A notocorda forma factores difusibles creando un gradente que é máximo no polo ventral da médula espiñal.
Téñense evidenciado a síntese na notocorda de proteínas homólogas á sonic hedgehog. Estas proteínas
inducen ás células do tubo neural a diferenciarse en células da placa do chan. Demostrouse ademáis, que as
células influenciadas pola sonic comezan a liberar esta proteína elas mesmas. Así, unha vez que se induciu a
formación da placa do chan, aínda que retiremo−la notocorda o desenrolo continúa normalmente.
Tamén se teñen identificado proteínas responsables dun gradente dorsal. No ectodermo cutáneo que recubre á
médula espiñal sintetízanse proteínas coma as BMP, a dorsalina ou as activinas.
Gradentes de diferenciación antero−posterior:
No encéfalo tamén actúan mecanismos de diferenciación por gradentes antero−posteriores. Estos gradentes
fan que se produza unha segmentación do cerebro. A estos segmentos denomínaselles neurómeros. O maior
número de neurómeros fórmase no rombencéfalo, uns 7 ou 8, pero tamén hai neurómeros no mesencéfalo e
máis no prosencéfalo. Os neurómeros reciben distintas denominacións segundo a rexión na que se atopen, e
así distinguimos rombómeros, mesómeros, e máis prosómeros.
Nos rombómeros exprésanse un tipo de xenes homólogos ós xenes homeóticos da mosca do vinagre. Nos
mamíferos existen catro complexos hox, algún deles con ata 13 xenes, situados en distintos cromosomas.
Nestos complexos hai catro segmentos homólogos, de xeito que os xenes situados nos mesmos segmentos de
cromosomas distintos son moi semellantes. Dise que estos xenes forman grupos parálogos.
Como pasaba cos xenes homeóticos da mosca, a posición dos xenes dos complexos hox parece estar
relacionada coa posición na que se expresan. Semella que os límites das zonas de expresión destos xenes
coinciden cos límites entre rombómeros. Existe tamén un mecanismo de segmentación semellante para os
prosómeros. Comprobouse que nos prosómeros 1 e 2 se expresa o xen emx−1, mentres que nos prosómeros 3
e 4 se expresa o xen emx−2.
A neuromería a nivel do diencéfalo resulta un pouco máis confusa. Hai xa tempo que se teñen descrito unha
serie de sulcos nas paredes do diencéfalo. Estos sulcos delimitan catro rexións seguindo un eixo
dorso−ventral. Dende o polo dorsal do diencéfalo estas rexións son: o epitálamo, o tálamo dorsal, o tálamo
ventral, e o hipotálamo. Nun corte transversal distínguense claramente estos sulcos no interior do tubo neural.
A disposición dorso−ventral destas rexións parece non segui−lo esquema convencional dos neurómeros, que
seguen unha disposicón antero−posterior. A explicación a esto é un pouco estúpida. En realidade, estas
rexións teñen unha disposición antero−posterior normal, pero debido ás flexións do tubo neural aparentan
estar noutro sentido.
Na fronteira entre o mesencéfalo e o rombencéfalo fórmase o cerebelo. O cerebelo desenrólase a partir dos
labios rómbicos, que non son máis que as crestas neurais, que nesta rexión tardan moito en medrar. Na zona
onde se vai a forma−lo cerebelo exprésanse xenes da familia FGF−8, o wnt−1, e mailo engrailed.
Comprobouse que ó transplantar células que expresan xenes FGF−8 noutras zonas do encéfalo se induce a
expresión dos xenes wnt−1 e engrailed.
Diferenciación celular no tubo neural:
Orixinariamente, o tubo neural está formado por un epitelio, denominado precisamente neuroepitelio, que
medra pola simple división das súas células. Nas primeiras etapas do desenrolo do tubo neural tódalas células
teñen unha intensa actividade mitótica, sobre todo as situadas na cara interna. Este epitelio proliferante
transformarase logo nun epitelio en diferenciación.
36
En estados máis avanzados, as células comeza a emigrar e perden o contacto co tubo neural. Estas células que
ocuparán a capa máis externa do neuroepitelio chámanse neuroblastos. Estos neuroblastos serán a orixe de
novas poboacións de células que medran activamente. Co paso do tempo comezan a diferenciarse tres estratos
nas paredes do tubo neural: a zona ventricular, onde as células están moi apretadas formando o neuroepitelio;
a zona do manto, onde se atopan neuroblastos maiores con grandes núcleos; e a zona marxinal no borde
exterior, onde os neuroblastos comezan a formar piclaxacións.
As primeiras neuronas que se forman son grandes e os seus axóns medran considerablemente. Xeralmente, as
neuronas nacen antes que outras células nervosas. Os glioblastos que formarán astrocitos e oligodendrocitos
diferenciaranse do neuroepitelio máis tarde. Finalmente, a producción de neuroblastos remata, e co tempo
estos deixan de producir neuronas. Os neuroblastos residuais formarán o epéndimo. A capacidade de
proliferación do neuroepitelio remata pouco despois do nacemento. En peixes esto non é así, e en mamíferos,
algúns estudios recentes pretenden ter confirmado a proliferación de células na zona ventricular en individuos
adultos.
Crecemento dos axóns:
Investigacións realizadas a finais do século XIX revelaron que os neuroblastos pasan por distintas etapas. A
máis característica destas etapas é a piclaxación dun axón que medra desmesuradamente. Unhas das primeiras
neuronas en formarse son as motoneuronas. Existen outros tipos de neuronas, coma as comisurales ou as
funiculares, que non se extenden fóra do tubo neural. En xeral, distintas rexións do tubo neural resultan na
formación de distintas neuronas.
Hai xa moitos anos, Cajal postulou que o crecemento dos axóns das motoneuronas respondía a estímulos
quimiotácticos. Entre os anos 1940 e 1950 plantexouse a hipótese de que os axóns medraban seguindo os
filamentos de fibrina sintetizados por outras células. Nos últimos tempos chegouse a conclusión de que os
dous modelos poderían ser perfectamente válidos e coexistir sen problemas.
Establecemento das conexións neuronais:
A solución ó problema de cómo establecían contacto as neuronas desvelouse en parte cos experimentos de
Sperry con anfibios. Sperry investigou os mecanismos que permitían que as neuronas na retina conseguiran
contactar precisamente coas neuronas do teito óptico.
A maioría dos axóns que saen da retina diríxense ó teito cruzando o quiasma óptico. Os axóns procedentes
dun ollo diríxense ó teito óptico do lado contrario. Mediante estímulos eléctricos puidose establece−lo mapa
de conexións retino−tectal:
• As células situadas na rexión temporal da retina dirixían os seus axóns á rexión anterior do teito
óptico.
• As céluas situadas na rexión nasal da retina dirixían os seus axóns á rexión posterior do teito óptico.
• As células situadas na rexión ventral da retina dirixían os axóns á rexión dorsal do teito.
• As células situadas na rexión dorsal da retina dirixían os axóns á rexión ventral do teito óptico.
Se invertimo−lo ollo dun adulto, a reconstrucción do mapa de conexións faise do revés, mentres que se
facemo−la inversión durante o desenrolo o mapa constrúese correctamente.
Hai experiencias que demostran que os axóns que saen da retina saben a onde dirixirse. Pódense facer medrar
células das distintas rexións do teito óptico e extendelas en forma de pistas nun medio de cultivo. Se
colocamos neuronas da retina neste medio de cultivo, os axóns medrarán por distintas pistas segundo a rexión
da que procedan as neuronas. Comprobouse que os axóns de neuronas da rexión temporal, evitan as pistas de
células da rexión posterior do teito óptico, limitándose a medrar polas pistas da rexión anterior.
37
Nembargantes, as neuronas da rexión nasal medran indistintamente polas pistas posteriores e anteriores.
Regulación proteica do crecemento dos axóns:
Existe unha familia de proteínas, denominadas ephrinas, que teñen unha distribución en gradentes no teito
óptico. Os axóns medran buscando sempre a complementariedade con estas proteínas. Existen outras
proteínas implicadas no crecemento dos axóns, por exempolo as lamininas. As integrinas, coma a n−cam ou a
tag−1, son proteínas con estructuras formadas por repeticións tipo inmunoglobulina e fibronectina. As
integrinas atópanse nas membranas nas células nervosas, onde actúan coma elementos de adhesión celular. As
fasciclinas promoven o crecemento en fascículos dos axóns.
Os conos de crecemento axónico descubertos por Cajal son sensibles a distintas sustancias. A acetil−colina
ou o GABA por exemplo, atraen ós axóns. Outras sustancias poden facer que o crecemento do axón se colapse,
de xeito que comece a medrar cara outro lado tratando de evitar esa sustancia. O GABA comeza a sintetizarse
moi cedo durante o desenrolo, polo que é posible que actúe como guía para os axóns. Outras sustancias que
semellan intervir no crecemento axónico son:
• Netrinas: a netrina−1 é unha molécula difusible de pequeño tamaño moi semellante a unha das
subunidades da laminina. As células da placa do chan sintetizan esta sustancia, e tense comprobado
que algunhas células responden ós gradentes de netrina. As neuronas que se forman nos labios
rómbicos e máis nos núcleos precerebelosos, que migran para forma−la oliva inferior, empregan os
gradentes de netrina para localiza−lo lugar no que se deben instalar.
• Semaforinas: en insectos coma o saltón, os axóns en crecemento dende o SNP ó SNC seguen rutas
moi curiosas. As semaforinas serven coma pistas guía para os axóns, e atópanse tanto nas membranas
das células coma no medio extracelular. As semaforinas III e IV son segregadas polas células xerando
gradentes entre os diversos tecidos.
Establecemento das sinapses e apoptose das neuronas:
Cando unha neurona motora alcanza un músculo comeza o proceso de formación dos contactos sinápticos.
Durante o desenrolo primario xérase unha certa redundancia na inervación muscular, pero nos individuos
adultos o normal é que cada fibra muscular esté invervada por unha soa neurona.
No sistema nervoso dos vertebrados o tubo neural fabrica máis neuronas das necesarias. O exceso de células
nervosas resólvese inducindo a un bo número delas á apoptose. Así e todo, este proceso non está
predeterminado, e nos primeiros estadios do desenrolo aínda non se sabe cantas neuronas deben morrer.
Téñense realizado experimentos con cágados moi interesantes. Así, cando a un cágado se lle implantaban
extremidades adicionais o número de neuronas que morría era menor. Pola contra, a eliminación de
extremidades resultaba na morte dun maior número de células nervosas.
Rita Levi−Montalcini descubriu unha sustancia que parece mediar nos procesos de apoptose neuronal, o NGF
(factor de crecemento nervoso). Outras sustancias semellantes son a BDNF e a NT−3. Estas sustancias son
recoñecidas por receptores da familia Trk na membrana das neuronas.
A construcción dos mapas de conexións neuronais é gradual. As primeiras conexións realizadas son moi
burdas e o mapa está menos claro, pero cantas máis conexións se realizan o mapa vaise definindo mellor.
Desenrolo dos ollos dos vertebrados:
O proceso de desenrolo dos ollos en cámara dos vertebrados é moi complexo. Os ollos comezan a formarse
coma uns esbozos a partir de tecidos ectodérmicos. En concreto fórmanse dous espbozos separados por cada
ollo. A partir do ectodermo neural formarase a retina, mentes que o cristalino se formará a partir de
38
ectodermo cutáneo na rexión denominada placoda do cristalino. Durante a neurulación, estos dous esbozos
aproximaranse para conforma−los ollos.
Como xa sabemos, durante o desenrolo do tubo neural fórmanse as vesículas ópticas na rexión do
prosencéfalo. No home e noutros mamíferos o desenrolo destas vesículas ocorre moi cedo. O crecemento
destas vesículas vainas achegar ó ectodermo cutáneo que recubre o tubo neural en formación. O ectodermo
cutáneo reacciona ante o crecemento das vesículas ópticas, as células comezan a engrosarse e fórmase a
placoda. Nalgunhas especies é preciso un contacto físico entre os dous ectodermos para o desenrolo da
placoda, pero noutras non é así.
A vesícula óptica reacciona igualmente fronte á formación da placoda, invertindo a dirección de crecemento.
A placoda comeza entón a pregarse para forma−la vesícula do cristalino. Entretanto, a vesícula óptica
transformouse na cúpula ou copa óptica, que permanece unida ó encéfalo polo talo óptico. O ectodermo
cutáneo que recubre todas estas estructuras formará o epitelio da córnea.
A copa óptica:
Cando comeza a formarse, a copa óptica presenta unha fenda denominada coloboma da retina, que se pechará
segundo avance o desenrolo do ollo. A través desta fenda pasarán os vasos sanguíneos encargados da
manutención das estructuras oculares en formación. A fenda non se pecha por completo, quedando unha
pequeniña abertura pola que pasan os capilares. Esta fenda prolóngase igualmente ó longo do talo óptico.
A copa óptica está formada por un epitelio rexenerativo de dúas capas. Estas dúas capas epitelias
diferencianse rapidamente. A capa interna manterá a súa capacidade proliferativa, mentres que a externa
deixará practicamente de medrar. Entre estos dous epitelios fórmase durante un tempo unha estreita cavidade
que non tarda en pecharse. Máis tarde, este ventrículo volve a abrirse e nas súas paredes internas formaránse
os fotorreceptores. Entre as funcións do epitelio externo está a producción de melanina, o que lle confire unha
cor negra. Esta capa externa constituirá o futuro epitelio pigmentario da retina.
A capa interna evoluciona coma un neuroepitelio. Primeiro pasa por unha etapa de proliferación, logo da cal
comezan a diferenciarse os neuroblastos que formarán os elementos da retina neural. A proliferación do
neuroepitelio ten lugar na súa cara externa, no lado do ventrículo. Os primeiros axóns medran pola superficie
externa do epitelio dirixíndose ó coloboma. O talo formará finalmente o nervo óptico. As primeiras células
diferenciadas do neuroepitelio formarán a capa de células ganglionares. A diferenciación de máis e máis
células do neuroepitelio resultará na formación doutras dúas capas, as capas neuroblásticas interna e externa.
As células da capa neuroblástica externa comezan a emitir prolongacións e finalmente transfórmanse en
fotorreceptores.
Ó principio, nos extremos da copa óptica non ten lugar esta diferenciación de epitelios. Os dous epitelios
orixinais comezan medrar alongando a copa óptica. No epitelio interno, na fronteira co neuroepitelio,
formarase a retina ciliar, a partir da cal se orixinan as fibras que sosterán ó cristalino. As células desta retina
ciliar serán tamén responsables de sintetiza−lo humos acuoso. Neste mesmo punto será onde se fixen os
músculos ciliares.
Os extremos da copa óptica formarán a retina irídea. No epitelio interno desta rexión sintetízase a melanina
que pigmentará o epitelio externo do iris. Deste epitelio externo emigran células cara o exterior que formarán
fibras e musculatura en dispoción radial. No borde do tubo neural, ademáis de neuronas, células da glía, etc,
diferenciaránse ademaís células musculares. No resto do organismo o tecido muscular formarase a partir do
mesodermo, esta é a única musculatura de orixe ectodérmico.
A vesícula do cristalino:
39
Na vesícula do cristalino distinguimos unha cavidade interna que separa dúas capas de células. En realidade
esto é un convencionalismo, ó principio polo menos, pois a capa de células é unha soa. O que nós
distinguimos son as caras anterior e posterior do cristalino segundo a súa posición (a cara posterior é mira cara
o nervo óptico).
As células comezan a desenrolarse rapidamente na cara posterior dividíndose e aumentando de tamaño, e a
cavidade aplánase e alóngase formando unha fina fenda vertical (agora si que se pode falar de dúas capas de
células). As células da capa posterior comezan a sintetizar unha proteína, a cristalina, que se acumula no
citoplasma. Esta proteína será a responsable da transparencia e máis das capacidades de refracción deste
tecido. Estas células da cara posterior denomínanse fibras do cristalino.
Pola súa banda, as células da capa anterior non se engrosan, e forman un epitelio máis ou menos cúbico, o
epitelio do cristalino. As células deste epitelio divídense con maior rapidez nos bordes de contacto coa capa
posterior, que deste xeito gaña un número maior de células que se transformarán en fibras. O cristalino segue
a medrar despois do nacemento, durante a infancia. A medida que as células se van transformando en fibras
deixan de medrar.
Se invertimo−la posición do cristalino comprobaremos que o epitelio do cristalino, agora na cara posterior,
comeza a medrar como o faría a capa posterior orixinal para restablece−la polaridade normal. De este
resultado dedúcese que o tecido neural da copa óptica inflúe moito no desenrolo do cristalino.
Outros elementos do ollo:
Na construcción do ollo interveñen tamén outros elementos. O ectodermo cutáneo do que nun principio de
desprendera a vesícula cristalina formará a córnea, un epitelio que non se queratiniza nin adquire
pigmentación.
A partir do mesodermo fórmanse outras estructuras, coma o endotelio da córnea, o estroma, ou a esclera.
Tamén a partir do mesodermo se formarán os seis músculos responsables da movilidade ocular, así coma os
músculos ciliares da acomodación do cristalino. Todos estos tecidos medran por encima da copa óptica,
adosados á mesma. A forma da córnea depende da presión do líquido intraocular.
Diferenciación da cresta neural:
Como xa sabemos, a cresta neural fórmase a partir de células que emigran dende os extremos dos pregues
neurais durante a formación do tubo neural. As células da cresta neural seguen máis tarde dúas rutas
migratorias para formar distintos órganos. Parte das células sitúanse na cara externa dos somites, colonizando
a rexión a partir da que se formará a dermis, onde darán lugar fundamentalmente a células pigmentarias
(melanóforos, xantóforos, iridióforos). A outra ruta migratoria discorre entre os somites e o tubo neural, e as
células que a seguen darán lugar a diversos tipos celulares:
• Algunhas células permanecen a carón do tubo neural, onde se diferenciarán nas neuronas sensitivas
que constituirán os ganglios espiñais.
• Outras células sitúanse por debaixo do nivel da notocorda, onde formarán os ganglios simpáticos.
• Numerosas células da cresta neural diferenciaranse en células da glía, e sitúanse nas traxectorias que
seguen os nervos entre os ganglios e as neuronas.
• As células da cresta neural participan tamén na formación das glándulas suprarrenais. En concreto o
ectodermo neural formará a cortiza adrenomedular, mentres que a propia cortiza suprarrenal se
formará a partir do mesodermo.
Pénsase que as células da cresta neural se ven sometidas a un gradente da proteína sonic hedgehog que varía ó
longo da súa ruta migratoria. O FGF−2 tamén é crucial para a diferenciación destas células en neuronas
40
simpáticas. Na rexión onde se formará o tecido adrenomedular o FGF−2 non se expresa, pero tense
comprobado a presencia de glucocorticoides. Con todo, o mecanismo de formación da cortiza adrenomedular
non está aínda moi claro.
Diferenciación antero−posterior:
Para estudia−la diferenciación das células da cresta neural téñense enpregado quimeras de polo e codorniz
para segui−las súas rutas migratorias. Tamén se teñen identificado marcadores moleculares sintetizados por
estas células. Outro método consiste na eliminación da cresta neural e observando as deficiencias do embrión.
Pénsase que a cresta neural ten unha organización topográfica moi complexa. As células da cresta neural non
se diferencian do mesmo xeito ó longo do embrión. A médula adrenal diferénciase só a partir das células da
cresta neural localizada entre os somitas 18 e 24. Entre os somitas 1 e 7 a diferenciación da cresta neural é
moito máis complexa, as células teñen unha gran capacidade migratoria e forman unha gran variedade de
elementos. Na rexión da farinxe asócianse ós arcos branquiais e forman vasos sanguíneos. Entre os somitas 1
e 3 as células asócianse para forma−los arcos aórticos e participan no desenrolo do corazón. Noutras rexións
asócianse ó tubo dixestivo diferenciándose en neuronas entéricas e formando os ganglios mioentéricos. Na
cresta neural sacra, do somita 28 en diante, asócianse ás rexións posteriores do tubo dixestivo formando
tamén neuronas.
Na cresta neural craneal, onde non se forman somitas, a diferenciación das células é aínda máis complexa. As
células migran e invaden distintas zonas, diferenciándose logo nunha enorme variedade de tecidos. Entre
outras cousas fórmanse células pigmentarias, algúns dos ganglios craneais, a pulpa dentaria, e células da glía.
Algunhas células invaden o tecido conxuntivo e adquiren unha forma estrelada, para formar logo o
ectomesénquima. Este ectomesénquima formará varias elementos esqueletais da cabeza e a cara, coma a
mandíbula, o martelo e mailo xunque, e os cartílagos traqueais. Algúns células tamén participarán na
formación da dermis, o endotelio e mailo estroma da córnea, e parte do iris.
O knockeo dalgúns xenes HOX produce alteracións drásticas no desenrolo destos elementos. Téñense
realizado tamén experimentos de transplante de células da cresta neural entre distintas rexións. Os resultados
obtidos permiten deducir que as células da cresta neural adquiren un código de posición que as especifica moi
cedo.
As rutas de migración son discontínuas, e están relacionadas co esclerotomo do mesodermo somítico. As
células deste esclerotomo segregan moléculas coma o agrecano, que actúan coma sinais que inhiben a
migración. As células da cresta neural posúen receptores para os sinais segregados polo esclerotomo na
metade posterior dos somitas, a unión con estos receptores é o que produce a inhibición da migración, de xeito
que as células da CN só atravesan as metades anteriores dos somitas.
DIFERENCIACIÓN DO ECTODERMO CUTÁNEO
O ectodermo cutáneo forma diversas estructuras entre as que por suposto se inclúe a pel. Algúns órganos e
elementos fórmanse a partir de rexións engrosadas do ectodermo denominadas placodas.
As placodas:
Na cabeza fórmanse dúas placodas, no extremo anterior a placoda nasal, e a carón da boca a placoda
hipofisaria. En peixes e anfibios, xunto ós ollos fórmase unha a serie dorso−lateral de placodas. Noutros
vertebrados só se desenrola a primeira destas placodas, a placoda ótica. A carón das fendas branquiais
fórmase a placoda epibranquial.
Agás a hipofisaria, tódalas placodas mencionadas formarán células que permanecen na superficie constituíndo
41
un epitelio, así coma neuronas do sistema nervoso periférico. A partir das placodas epibranquiais fórmanse
algúns dos ganglios craneais (trixémino, facial, glosofarínxeo, vago, etc), que como sabemos tamén reciben
células procedentes da cresta neural.
A placoda nasal:
A placoda nasal invaxínase nunha pequena fenda, primeiro esbozo da fosa nasal. Nos peixes o desenrolo da
placoda nasal non vai moito máis alá. Nos mamíferos, no fondo da invaxinación da placoda comeza a medrar
un canaliño que finalmente se unirá á cavidade da boca. Estos canaliños son as coanas nasais. Nas paredes
internas desta fosiña fórmanse neuronas fundamentalmente de dous tipos:
• Neuronas olfativas: son neuronas sensitivas, en concreto quimitácticas, de estructura bipolar. O
longo axón destas neuronas conéctase ó bulbo olfatorio no telencéfalo. Os axóns de todas estas
neuronas reúnense para forma−lo nervo olfativo. En moitos vertebrados as neuronas olfativas forman
un órgano especializado, o órgano de Jacobson.
• Neuronas migratorias: estas neuronas sitúanse entre o epitelio da fosiña e o bulbo olfativo, e tamén
colonizan algunhas rexións do telencéfalo. Nos peixes, estas neuronas asócianse en ganglios para
forma−lo nervo terminal ou nervo 0, que no home dexenera máis tarde. Tamén participan na
formación do nervo olfativo. Tense evidenciado a producción de GnRH nestas células.
A placoda ótica:
Na placoda ótica fórmase unha invaxinación que se pecha para dar lugar a unha vesícula ótica. Dende as
paredes desta vesícula despréndense células que se diferencian en neuronas, e que formarán ganglios
comunicados co cerebro polo nervo VIII. A continuación o epitelio comeza a dilatarse e a vesícula alóngase.
Na parte superior fórmanse unhas proxeccións laminares, mentres que no extremo inferior comeza a medrar
unha especie de apéndice.
Ó final distínguense tres rexións na vesícula ótica: unha cavidade grande, un tubo enrolado en espiral no
extremo inferior, e tres prolongacións laminares no superior. Nas tres láminas superiores ábrense uns ocos, de
xeito pasan a ter unha forma como de anel. Estos canais semicirculares dilátanse nos extremos nunhas
ampollas. A cavidade central ou vestíbulo estrangúlase para formar dúas subcámaras: o utrículo na parte
superior; e o sáculo na metade inferior. O apéndice espiralízase máis e máis segundo avanza o desenrolo para
forma−lo conducto coclear.
En varias zonas, como no órgano de Corti ou nas máculas, as células diferéncianse en neuronas sensitivas
mecanorreceptoras. Estos mecanorreceptores están invervados por outras neuronas formadas tamén a partir da
placoda ótica. No oído fórmanse tres ganglios, un no órgano de Corti, outro no utrículo, e un terceiro no
sáculo. Como resto da invaxinación primitiva que formou a vesícula queda un conducto endolinfático.
As placodas dorso−laterais:
Normalmente, nos peixes estas placodas non se aillan do exterior, non se produce ningunha invaxinación. As
células destas placodas orixinan coma noutros casos ganglios, neuronas e nervos. As neuronas sensoriais
destas placodas diferéncianse en mecanorreceptores semellantes ós do oído. Estas neuronas migran seguindo
varias liñas ó longo do corpo para forma−los neuromastos, os órganos sensoriais da liña lateral. Pénsase que
existe un mecanismo rexido por xenes homeobox que regula a diferenciación destas placodas.
Outras placodas:
Na maioría dos casos, o órgano do gusto está formado por unha serie de papilas gustativas na rexión bucal.
Estas estructuras sensoriais teñen un sorprendente orixe endodérmico, e a diferenciación das súas células
42
ocorre durante a gastrulación, antes de que teñan contacto con outras neuronas. Os botóns gustativos están
invervados polo nervo facial e glosofarínxeo. As células gustativas, así coma as olfativas están sometidas a un
recambio constante.
DESENROLO DA PEL
Imos trata−lo desenrolo da pel nun epígrafe aparte ó estar implicados neste proceso tanto o mesodermo coma
o ectodermo cutáneo. En principio, na pel distinguimos dúas partes: a epidermis, formada a partir do
ectodermo cutáneo; e a dermis, diferenciada a partir do dermotomo.
Inicialmente, a epidermis é un ectodermo epitelial sinxelo, pero segundo avance o desenrolo complicarase e
desdobraráse en dúas capas: a máis externa é a peridermis, que máis tarde acabará desaparecendo; por
debaixo atópase o estrato basal. O estrato basal comeza a proliferar para formar unha epidermis
multiestratificada con dous estratos fundamentais: o estrato espiñoso, e o estrato córneo máis externo. Algúns
estudios parecen indicar que existen unhas unidades de proliferación columnares, pero esta é unha idea moi
discutida. Na pel fórmanse algunhas estructuras moi características, coma os pelos e as plumas.
Formación das plumas:
No lugar onde se vai formar unha pluma, a epidermis e maila dermis sufren algúns cambios. As células
aprétanse para formar unha papila dérmica que medra cara fóra para orixina−la xema da pluma. A
proliferación da epidermis ten lugar nun anel que rodea a base da xema. Máis tarde fórmase un apéndice
alongado que constitúe o esbozo da pluma.
As células superficiais da epidermis formarán a vaíña da pluma, mentres que as células máis profundas
formarán as variñas da pluma. Pódese observar que estas células máis profundas forman grupos separados. En
concreto obsérvanse grupos de células queratinizadas (as que formarán as variñas) separadas por grupos de
células sen queratinizar que dexeneran máis tarde.
Na estructura final da pluma distínguese o raquis e mailo estandarte. Á súa vez, o estandarse consta dunha
quilla central a partir da cal se ramifican as barbas, ramificadas á súa vez nas barbillas. Os grupos de células
non queratinizadas que impediron que se pegaran as barbas dexeneran, así coma a vaíña.
Formación dos pelos:
A primeira diferencia que se aprecia entre pelos e plumas consiste en que a xema do pelo medra cara dentro.
Deste xeito fórmase un tracto epidérmico longo, no fondo do cal se atopa a papila dérmica. As células desta
papila comezan a queratinizarse e a partir delas comeza a medra−lo pelo rodeado da vaíña. O pelo medra
sempre pola proliferación celular no seu extremo basal, e de xeito practicamente indefinido.
Ademáis do propio pelo fórmanse outras dúas estructuras. Máis próxima ó extremo externo do tracto
epidérmico fórmase unha glándula sebácea de tipo holocrino. Por debaixo desta glándula sebácea fórmase un
esbozo dun segundo folículo piloso de reposto. Algúns pelos poden estar inervados ou presentar musculatura.
Determinación do desenrolo de pelos e plumas:
A hipótese de Turing predí a formación de estructuras periódicas (plumas ou pelos) segundo a presencia de
dúas sustancias: a sustancia P, activadora de sí mesma; e a sustancia S, inhibidora da sustancia P. Téñense
atopado outras sustancias que se pensa tamén poden intervir na formación dos pelos e plumas, coma por
exemplo o FGF−2, o BMP−4, o BMP−2, a follistatina, a −catenina, ou a shh. Existe ademáis un código
espacial para a formación dos distintos tipos de pelos e plumas segundo a rexión do corpo. Téñense realizado
diversos experimentos para comprobar esto.
43
Combinando rexións epidérmicas e dérmicas distintas, e tamén mediante transplantes, tense comprobado que
os apéndices formados pola epidermis se corresponden sempre cos da rexión dérmica subxacente. Logo é a
dermis a que codifica o código espacial antes mencionado. Este mecanismo ten límites, e por exemplo, se
combinamos epidermis de polo con dermis de rato formaránse plumas, pois a epidermis das aves non ten a
capacidade de formar pelos. Nembargantes, poderemos observar que o tipo de pluma formado dependerá da
procedencia da dermis do rato. Así, se a epidermis procede dunha pata, as plumas formadas serán as
correspondentes ás as. Esto é unha proba de que este mecanismo de localización dérmica ten un certo carácter
universal entres os distintos vertebrados.
DIFERENCIACIÓN DO MESODERMO
Como xa sabemos, o mesodermo organízase en tres rexións principais: o mesodermo segmentario dos
somitas, o mesodermo intermedio, e mailo mesodermo lateral. Imos ver como se diferencian cada unha destas
rexións mesodérmicas.
Diferenciación dos somitas:
Esclerotomo:
Ó principio, os somitas teñen unha estructura epitelial sinxela, coas células apretadas. As células somíticas
segregan proteínas de adhesión coma a N−CAM que lles fan adquirir esta organización. Segundo avanza o
desenrolo, dende o esclerotomo despréndense células que se asocian á notocorda e á médula. Outras células
migran ata as extremidades. As células do esclerotomo formarán os elementos do esquelete. A shh que
difunde dende a notocorda parece xogar un papel importante na diferenciación do esclerotomo.
A formación das vértebras segue un patrón segmentario desprazado respecto dos somites. A metade anterior
de cada vértebra fórmase a partir da metade posterior do esclerotomo, mentres que a metade posterior da
vértebra se forma a partir da metade anterior do somita. Entre cada dúas vértebras queda unha rexión de paso
para os nervos
Na columna vertebral distínguense varias rexións: cervical, dorsal, lumbar, e caudal. As vértebras de cada
rexión son distintas. Téñense realizado experimentos para comproba−la diferenciación no eixo
antero−posterior das vértebras, e parece que os xenes HOX están implicados neste proceso.
Miotomo:
Entre o esclerotomo e o dermotomo fórmase o miotomo. As células desta rexión expresan o xen MyoD,
causante da súa particular diferenciación. Nas primeiras etapas as células proliferan para dar lugar ós
mioblastos. Estos mioblastos comezarán logo a expresa−las típicas proteínas musculares, ó transformarse en
miocitos, e finalmente darán lugar ás fibras musculares. O patrón de segmentación do miotomo para
forma−los miómeros mantén a segmentación somítica, de xeito que cada miómero actúa sobre dúas vértebras,
permitindo o movemento.
Na cabeza non se forman somites, pero algúns autores pretenden recoñecer unhas estructuras semellantes
denominadas somitómeros. Estos somitómeros non formar dermis, e agás algún resto de cartílago tampouco
forman ósos, pero sí forman musculatura en posición adaxial.
Dermotomo:
Na cara oposta do somita diferénciae o dermotomo, que xa estudiamos no epígrafe anterior. O dermotomo
tamén mantén a segmentación somítica primitiva.
44
Desenrolo do mesodermo intermedio:
O mesodermo intermedio só se atopa nas rexións do tronco. A partir deste mesodermo vaise a establecer un
sistema de elementos excretores que se desenrolan de diante cara atrás. En vertebrados amniotas fórmanse ata
tres tipos de riles: o pronefros, o mesonefros, e mailo metanefros.
O pronefros:
É o máis primitivo dos sistemas excretores dos amniotas, e tamén o máis semellante ó dos invertebrados.
Basicamente organizase nunha serie de tubos abertos á cavidade celómica. Tamén se desenrolan longos tubos
lonxitudinais, os tubos néfricos primarios, que desembocan na cloaca. A partir da aorta dorsal ramifícanse
vasos que vascularizan as paredes do celoma para forma−los glomérulos. As sustancias que transporta o
sangue poden pasar así ó líquido celomático. Os primeiros túbulos renais ou nefronas actúan logo sobre o
líquido celomático.
O mesonefros:
O pronefros dexenera moi cedo sen deixar rastro, aínda que o conducto néfrico soe persistir. En rexións máis
caudais, o mesodermo intermedio forma os blastemas néfricos, que establecen unha relación vascular co tubo
néfrico dando lugar a novas nefronas. O mesonefros así formado desenrola unha estructura, o corpúsculo
renal, na que se asenta a trama vascular do glomérulo, que así perde a conexión co celoma. O mesonefros é un
ril transitorio en amniotas, mentres que en peixes e anfibios resulta ser o ril adulto. O conducto néfrico
primario ponse ó servicio das gónadas nos individuos de sexo masculino, e pasa a denominarse conducto de
Wolff ou espermiducto. Nas femias, o mesonefros non empregado atrófiase. En mamíferos con placentas moi
efectivas o mesonefros non chega a ser completamente funcional, pero noutros mamíferos con placentas máis
primitivas sí que se desenrola. Nestos casos, os residuos producidos polo mesonefros son recollidos no
alantoides, que máis tarde formará a vexiga.
O metanefros:
En vertebrados amniotas fórmase un terceiro ril dun xeito algo distinto. Na rexión máis caudal do conducto
néfrico fórmase unha xema uretérica a partir dunha evaxinación do conducto. Esta xema medra cara o
extremo anterior do embrión. Cando a xema se asocia co blastema comeza a extenderse para forma−lo cáliz
renal. O cáliz renal orixina os conductos colectores que medran e se ramifican no blastema. As células do
blastema adquiren un aspecto epitelial e organízanse para forma−los conductos contorneados e mailos
corpúsculos renais.
Comprobouse que se a xema non contacta co blastema non ten lugar a formación do cáliz renal nin do resto de
estructuras. Pola súa banda, o blastema tampouco forma os conductos contorneados. Este é un modelo clásico
para o estudio da inducción embrionaria. Só o blastema da rexión intermedia provoca a diferenciación da
xema, ningunha outra rexión do mesénquima pode desempeñar esta función. No blastema exprésanse
proteínas coma a wt1, así coma factores de crecemento coma o GDNF e o HGF, que afectan ó desenrolo da
xema. Pola súa banda, a xema tamén expresa factores coma o FGF2 e o BMP7.
Desenrolo do mesodermo lateral:
En relación coa diferenciación das láminas laterais do mesodermo imos estudia−lo desenrolo do sistema
cardiovascular, pero este é só un dos elementos que se forman a partir desta rexión mesodérmica.
Desenrolo do corazón:
O corazón fórmase a partir dos tubos cardíacos, que se desenrolan a partir da esplacnopleura nunha rexión
45
situada por debaixo da farinxe. Ó principio o corazón é par, pois existen dous tubos cardíacos rodeados polo
celoma. Co tempo, os tubos fusiónanse para formar unha cavidade única, as paredes celómicas asócianse na
liña media para formar uns tabiques transitorios, o mesocardio. Finalmente o mesocardio desaparece,
quedando o corazón envolto polo espacio denominado pericardio. Na cara interna das paredes celómicas
diferéncianse as células que formarán o tecido muscular do corazón ou miocardio, mentres que a partir da cara
externa se formará o epicardio. Pola súa banda, os tubos cardíacos darán orixe ó endocardio.
O tubo cardíaco desenrólase rapidamente, medrando máis que a cavidade pericárdica que o aloxa, de xeito que
sufre unha curvatura en forma de S. Este é o primeiro paso para a especialización rexional que sufrirá o tubo
cardíaco. En total distínguense catro rexións: a máis anterior é o tronco arterioso, comunicado coa rede
vascular e que desenrolará pouca musculatura; a continuación atópase o ventrículo, ó principio único, que
desenrolará unha gran musculatura; despois atopamo−lo atrio ou aurícula, tamén bastante musculada; por
último distínguese o seno venoso, onde desembocan as venas.
Tabicación do ventrículo. Nos peixes, o corazón non se desenrola moito maís. A partir dos anfibios o
corazón comeza a presentar unha tabicación, que só se fai completa en aves e mamíferos. Esta tabicación
resultará na división do corazón en dúas metades, dereita e esquerda. Nos mamíferos, o ventrículo comeza a
subdividirse a partir dun tabique que se forma no extremo maís agudo, e que vai medrando cara o tronco
arterioso. Finalmente, o ventrículo queda dividido en dous ventrículos, dereito e esquerdo.
Tabicacón da aurícula. A tabicación auricular é máis complexa. Primeiro fórmase un tabique ou septo
primeiro que separa a aurícula en dúas metades. A metade dereita queda comunicada co seno venoso, mentres
que a esquerda queda en principio aillada da rede vascular. Máis tarde e moi próximo ó primeiro tabique,
fórmase o septo segundo. Durante a etapa fetal a tabicación non é completa, e os septos funcionan a xeito de
válvulas, permitindo a entrada de sangue dende a aurícula dereita á esquerda. Cando a aurícula esquerda se
contrae os tabiques péganse, pechando a comunicación e facendo que o sangue circule cara as venas
pulmonares en formación. Logo do nacemento, a expansión dos pulmóns fai que a presión do sangue nas
aurículas se iguale, o que determina a fusión dos septos e que a tabicación se complete.
Desenrolo do sistema arterial:
En tódolos vertebrados, o tubo que sae do corazón dende o tronco arterioso ramifícase na rexión branquial,
dando orixe a toda unha serie de vasos en forma de arcos, precisamente denominados arcos branquiais. En
realidade estos arcos son pares de arcos simétricos, que logo se comunicarán co gran vaso dorsal e máis co
gran vaso ventral. Nos peixes o arco I desaparece, e os outros mantéñense. En vertebrados terrestres o
desenrolo dos carcos é maís complexo.
No home, as aortas ventrais comunicadas co tronco arterial fúndense nun único vaso. Os arcos II e V
dexeneran completamente, e os outros sufren unha serie de cambios que simplificarán moito esta estructura
primitiva. O arco IV dexenera só na súa metade dereita, conservando a esquerda unida ó gran vaso dorsal para
forma−la aorta. A partir do arco VI fórmanse as xemas que darán lugar ás arterias pulmonares. Durante o
desenrolo fetal, o arco VI permanece unido ó gran vaso dorsal polo conducto de Botal, que dexenera logo do
nacemento. Finalmente, o tronco arterioso vaise a tabicar, separándose en dúas metades. Unha das metades
comunicará ó arco VI co ventrículo dereito, mentres que a outra metade comunicará á aorta co ventrículo
esquerdo.
Parece ser que o desenrolo e atrofia dos arcos depende do uso ou desuso dos mesmos. O sangue circula
sempre e cando exista unha diferencia de presión entre os extremos dun vaso, cando non hai tal diferencia de
presión o sangue non circula, polo que o vaos se fai innecesario e dexenera. Téñense realizado experimentos
de clampado que confirmaron este feito.
Desenrolo do sistema venoso:
46
Na rexión dorsal do embrión formanse as venas cardinais anterior e posterior, que se extenden
lonxitudinalmente. Destas venas sal un conducto, a vena cardinal común, que se dirixe ó seno venoso do
corazón. Por outra banda, dende o saco vitelino medra outra gran vena que atravesa o esbozo do fígado e
desemboca tamén no seno venoso.
A vena cardinal posterior sufrirá moitos cambios. Nunha primeira etapa fórmase unha ramificación, a vena
subcardinal, que irriga os riles. Na maioría dos vertebrados a primitiva vena cardinal posterior interrómpese ó
non circula−lo sangue por ela. Máis tarde, a vena subcardinal desvíase novamente e diríxese ó fígado,
uníndose á vena procedente do vitelo para finalmente forma−la vena cava posterior. Por outra banda, a partir
da vena cardinal anterior formarase a vena cava anterior.
DESENROLO DAS EXTREMIDADES NOS VERTEBRADOS TERRESTRES
Imos centrar o estudio do desenrolo das extremidades nos vertebrados terrestres, coma os réptiles, aves ou
mamíferos. Os peixes tamén son vertebrados, por suposto, pero as aletas teñen unha estructura moi sinxela
que segue un esquema de desenrolo distinto. As extremidades dos animais terrestres, así coma as dos
mamíferos acuáticos, seguen un patrón de desenrolo común a partir do membro quirido. Neste esbozo da
extremidade distínguense tres sectores:
• Estilopodio: cun único elemento esquelético correspondente ó húmero/fémur.
• Zeugopodio: presenta dous elementos esqueléticos correspondentes ó cúbito e mailo radio (tibia e
peroné).
• Antopodio: comprende unha serie de ósos, carpos e metacarpos (tarsos e metatarsos), que formarán
as falanxes.
Os membros desenrólanse por pares e nunhas zonas moi concretas. No flanco do embrión distínguese unha
liña, denominada cresta de Wolff, xusto por debaixo do nivel dos somitas. A partir do ectodermo situado nesta
franxa formaranse as extremidades. Este ectodermo recibe aportes de tecidos mesodérmicos dende dúas
zonas: mesénquima derivado da somatopleura, e musculatura desenrolada a partir dos somitas.
Formación do membro quirido:
En primeiro lugar fórmanse un muñóns aplanados que pouco a pouco se van a organizar para forma−lo
estilopodio, o zeugopodio, e o antopodio por este orden. Téñense realizado experimentos que demostraron que
a determinación dos eixos tamén segue un orden, primeiro determínase o eixo antero−posterior, logo o
dorso−ventral, e por último o próximo−distal.
Nun corte dun testos muñóns distínguense varias rexións. No ectodermo existe unha rexión engrosada que
percorre o muñón de diante atrás, é a cresta ectodérmica apical. Por debaixo desta CEA atópase o blastema,
unha capa de células mesenquimáticas que proliferan activamente. A multiplicación das células ten lugar
xusto na zona de contacto coa CEA, na denominada zona de progreso. No extremo posterior do esbozo
distínguese a zona de actividade polarizante, que presenta unhas propiedades moi características.
Control xénico da diferenciación das extremidades:
Nos membros anteriores comezan a expresarse moi cedo xenes coma o tbx−5. Pola súa banda, nos membros
posteriores exprésase un xen homólogo, o tbx−4. Téñense realizado experimentos de transplantes no polo,
combinando rexións de ectodermo e máis endodermo dos membros anteriores e posteriores, o que permitiu
deducir que a diferenciación en patas ou ás depende do mesodermo.
O blastema é preciso para a formación da CEA. Comprobouse que as células do blastema sintetizan o
FGF−10, que difunde cara a CEA e inflúe no desenrolo das súas células. As células da CEA comezan entón a
47
expresa−lo FGF−8, capaz de manterse a sí mesmo. Se retiramo−la CEA dos membros quiridos dun embrión o
desenrolo das extremidades detense.
Tamén se fixeron experimentos de transplante da CEA, obtendo diversos resultados. Así, se retiramo−la CEA
dun membro xa desenrolado e a sustituímos por unha nova CEA xoven repetiranse algunhas estructuras do
membro. Nembargantes, se implantamos unha CEA vella nun membro xoven faltarán as estructuras
características da zona media do membro. Estos experimentos permiten deducir que a CEA cambia de
propiedades segundo avanza o desenrolo.
Especificación do eixo antero−posterior:
Na ZAP é onde semellan localizarse as instruccións para a diferenciación do extremo posterior das
extremidades. Se cortamos e pegamo−la ZAP no outro extremo do membro quirido faremos que se duplique a
extremidade simétricamente en sentido antero−posterior. O xen shh, que se expresa nas células da ZAP,
parece intervir neste proceso. Se inhibimo−la expresión do shh non ten lugar a especificación deste eixo no
membro. Na ZAP tamén existe unha concentración maior doutras sustancias, coma o ácido retinoico, que
actúan sobre a expresión dos xenes HOX, que á súa vez inflúen na expresión do shh. Así, a proteína shh
difunde creando un gradente que é máximo no que será o extremo posterior da extremidade.
A medida que o membro medra a posición da ZAP cambia, aínda que sempre se mantén preto da CEA. Parece
que existe un diálogo molecular entre a CEA e a ZAP. As células da CEA sintetizan factores tales coma o
FGF−8 e o FGF−4, que inflúen no desenrolo da ZAP. Ó mesmo tempo, a shh sintetizada na ZAP axuda ó
desenrolo da CEA.
Especificación do eixo dorso−ventral:
Na diferenciación do eixo dorso−ventral dos membros interveñen xenes expresados polas células dos
ectodermos das rexións dorsal e ventral. Así, na zona dorsal exprésanse o wnt−7a e o lmx−1. No ectodermo
ventral confirmouse a expresión do xen engrailed. Na CEA, que se atopa na rexión media do membro
exprésanse xenes coma o rfringe. A interacción de todos estos xenes da lugar a unhas pautas de desenrolo moi
armónicas.
Especificación do eixo próximo−distal:
Parece que nas extremidades se emprega un sistema de códigos de xenes HOX. Os xenes implicados neste
mecanismo son a serie que vai do 9 ó 13. Téñense estudiado ampliamente os mecanismos de actuación destos
xenes no hox−a e máis no hox−d. Comprobouse que na rexión proximal dos membros se expresa o xen 9, na
rexión media exprésanse os xenes do 9 ó 11, e no extremo distal exprésanse tódolos xenes do 9 ó 13. Os
gradentes que resultan da expresión destos xenes son moi sesgados, de xeito que as bandas de expresión dos
hox−a e dos hox−d solápanse dun xeito moi particular.
DIFERENCIACIÓN DO ENDODERMO
Basicamente, nos organismos amniotas, o endodermo organízase para formar unha especie de conducto máis
ou menos pechado que se extende por toda a lonxitude do embrión. A partir desta cavidade endodérmica
primitiva formarase o tubo dixestivo.
Desenrolo do tubo dixestivo:
Nos extremos anterior e posterior da primitiva cavidade dixestiva atópanse as membranas oral e cloacal, que
se rompen máis tarde par permitir que o endodermo e mailo ectodermo colaboren na diferenciación das
distintas rexións do intestino. Como xa sabemos, o endodermo tamén intervén na formación do alantoides e
48
mailo saco vitelino. A continuación imos a estudia−la diferenciación de cada rexión do intestino por separado.
Diferenciación do intestino anterior:
Na rexión orofarínxea atópase a membrana oral, cando esta membrana se rompe o endodermo pode asociarse
co ectodermo para formar unha serie de estructuras. No punto onde se abre a boca, a partir do ectodermo
fórmase unha invaxinación que medra ata contactar co diencéfalo, e que dará lugar á bolsa de Rahtke, que
máis tarde formará a adenohipófise. Nas rexións periorais fórmanse uns saíntes periorais, os procesos
mandibular e maxilar. Estas estructuras medran cara diante para formar respectivamente a mandíbula e maila
maxila. Detrás da boca formarase a farinxe.
Durante o desenrolo embrionario dos organismos amniotas, pódense observar unhas reminiscencias propias
dos peixes, os esbozos das branquias. Na farinxe dos peixes fórmase unha serie de fendas a ambos lados do
tubo dixestivo que o comunican co medio externo. Os tecidos situados nos tabiques (arcos branquiais) que
separan as fendas vascularízanse moito para forma−las branquias coas que o peixe respira. En reptiles e aves,
algunhas fendas branquiais chegan a abrirse durante o desenrolo, mentres que nos mamíferos non pasa de
formarse un esbozo destas estructuras.
No endodermo farínxeo fórmanse unhas evaxinacións, as bolsas farínxeas, que corresponden ós esbozos das
fendas branquiais. En aves e mamíferos fórmanse catro pares de bolsas. Nos peixes, as bolsas medran ata
fusionarse co ectodermo, dexito que se forman as fendas abertas ó exterior. En aves e mamíferos as bolsas
desenrólanse para formar varias estructuras distintas:
• Bolsa I: caracterízase por presentar un sulco asociado na superficie ectodérmica externa. Esta bolsa
ponse ó servicio do oído para forma−la trompa de eustaquio, mentres que o sulco externo formará o
conducto auditivo externo.
• Bolsa II: o epitelio endodérmico desta bolsa é colonizado polas células sanguíneas e forma as
amígdalas.
• Bolsas III e IV: o epitelio destas dúas bolsas é colonizado por linfocitos para dar lugar ó timo. Os
esbozos primitivos do timo despréndense máis tarde da farinxe e migran para situarse á altura do
esternón, na posición definitiva deste órgano. Nos amniotas, estas mesmas bolsas participan tamén na
formación da glándula paratiroides, responsables da secreción da paratohormona que regula o
metabolismo do calcio.
• Bolsa V: nos peixes existe unha quinta bolsa, a partir da cal se forman células endocrinas que se
asocian ó tiroides. Estas células parafoliculares segregan calcitonina, que favorece o depósito de
calcio nos ósos.
Na rexión ventral da farinxe fórmase unha glándula que primeiro será de natureza exocrina. O esbozo desta
glándula xurde coma un cordón celular alongado, que máis tarde dará lugar ó tiroides, de natureza endocrina.
A partir dos somitas desta rexión fórmase a lingua. Tamén no chan farinxe, no seu extremo posterior,
podemos observa−la formación dun divertículo, que vai medrando e ramificándose para formar un sistema de
conductos que se asocian ó mesénquima desta rexión e finalmente desenrola−lo sistema respiratorio dos
vertebrados. Os experimentos realizados ó respecto parecen demostrar que as instruccións para a formación
dos pulmóns están no propio endodermo.
Diferenciación do intestino medio:
Parece que a proximidade do corazón é importante para a diferenciación do endodermo postfarínxeo. Nesta
rexión fórmanse dúas glándulas importantes. Unha destas glándulas fórmase pola ramificación do endodermo
arredor das venas que se dirixen ós senos venosos. A partir desta xema hepática formarase o fígado.
Demostrouse que o corazón segrega sustancias paracrinas involucradas na formación desta glándula. Tamén
parece importante o feito de que a notocorda esté lonxe desta rexión. Outro esbozo que se forma nesta zona
49
nace no mesmo pedúnculo a partir do que se desenrola o fígado, e da lugar á vesícula biliar. Existen aínda
outros dous esbozos nas paredes dorsal e ventral do intestino. Segundo avance o desenrolo estos dous esbozos
confluirán para forma−lo páncreas. Aparte destas glándulas, o resto do endodermo desta rexión formará o
esófago e mailo estómago.
Diferenciación do intestino posterior:
A sección posterior do endodermo formará os intestinos propiamente ditos. Por diante do pedúnculo vitelino
diferenciarase o intestino delgado, mentres que por detrás se formará o intestino groso. O endodermo
alantoideo participará na formación da vexiga urinaria.
O tubo dixestivo permanece suspendido por dúas láminas formadas pola fusión das paredes celómicas. Na
rexión posterior a fusión do celoma só ten lugar na cara ventral, de xeito que os intestinos colgan dunha única
lámina, o mesenterio. Gracias a esta disposición, o intestino pode medrar, xirar, e pregarse practicamente sen
restriccións. Noutras rexións, por exemplo a nivel do corazón, o mesenterio desaparece. O mesenterio sirve de
soporte ó fígado e mailo páncreas, que están ademáis irrigados polo sistema portahepático que atravesa este
mesenterio.
No extremo posterior do tubo dixestivo fórmase a cloaca ou ano. Aquí, o intestino dos mamíferos tabícase en
parte para diferenciar dúas seccións, o recto e mailo seno uroxenital.
DESENROLO DOS ÓRGANOS SEXUAIS
Os órganos sexuais fórmanse a partir das células xerminais que se diferencian moi cedo no embrión, e que
logo migran ás gónadas. Na rexión anterior dun embrión de polo, no límite entre as zonas pelúcida e opaca,
existen unhas células que expresan unha proteína homóloga de Vasa. Estas células aproveitan a rede vascular
do embrión para migrar á rexión gonadal. Nos polo vexetativo dos ovos de anfibios identificouse a rexión a
partir da cal derivarán as células xerminais. Estas células migran logo á rexión gonadal a través do mesenterio.
Nos mamíferos, as células xerminais diferéncanse a partir do endodermo entre o saco vitelino e o alantoides, e
máis tarde migran polo mesenterio ata as gónadas.
Desenrolo das gónadas nos mamíferos:
Nunha sección transversal dun embrión poderemos observar a carón das crestas mesonéfricas outra cresta
gonadal máis pequena. Esta cresta gonadal consta dunha zona epitelial, onde se localizan as células xerminais,
e dun mesénquima. A rexión epitelial comeza a formar uns cordóns sexuais, comúns tanto a machos coma
femias. A partir de aquí comezan a aparece−las primeiras diferencias entres os dous sexos.
Nos machos, os cordóns sexuais medran para forma−la rede testicular, que constitúe o rudimento dos túbulos
seminíferos. Esta rede testicular permanecerá inactiva ata a pubertade, momento no que as células comezarán
a proliferar para formar espermatozoides. Nas femias, os cordóns sexuais van a dexenerar, así coma as células
xerminais asociadas ós mesmos. Máis tarde terá lugar unha segunda fase de proliferación que resultará na
formación de novos cordóns, que se organizarán na cortiza ovárica e orixinarán os folículos primordiais.
A partir do mesodermo intermedio fórmanse os conductos sexuais. O conducto néfrico formado polo
pronefros é aproveitado polas gónadas e transfórmase no conducto de Wolff antes de que estas se desenrolen.
Na rexión do mesonefros fórmase un segundo conducto paralelo ó conducto néfrico. Este conducto
paranéfrico ou conducto de Müller ábrese ó celoma no seu extremo anterior. Nos machos, a producción de
testosterona e factor antimulleriano nos testículos actuará sobre estos conductos. A testosterona precísase
para mante−lo conducto de Wolff. Dende ahí, algúns tubos mesonéfricos diríxense ás gónadas, para
conecta−la rede testicular co conducto néfrico. O factor antimulleriano fai que o conducto de Müller dexenere.
Nos ovarios das femias non se produce testosterona, de xeito que o conducto de Wolff dexenera. Tampouco
50
existen células de Sertoli que produzan factor antimulleriano, de xeito que o conducto de Müller se mantén.
No síndrome de feminización testicular, os machos xenéticos desenrolan fenotipos femininos aparentes. Este
síndrome ten lugar cando falla o mecanismo de actuación da testosterona, sexa porque esta hormona non se
expresa, ou ben porque os receptores de membrana para esta sustancia non funcionan (é o máis normal). O
fallo deste mecanismo hormonal fai que non se desenrolen os conductos de saída dos espermatozoides. Ó
mesmo tempo, como o factor antimulleriano sí se produce tampouco se manteñen os conductos de Müller.
Así, estos individuos non teñen ningún conducto sexual. A falta de testosterona afecta tamén á diferenciación
dos caracteres sexuais secundarios externos, que por defecto serán os dunha femia.
Desenrolo dos órganos sexuais externos:
Os conductos de Wollf e Müller desembocan no seno uroxenital. Nun embrión humano de arredor de dous
meses aprécianse tres estructuras dispostas arredor do seno uroxenital. En posición máis ventral atopamo−lo
tubérculo xenital. Rodeando o seno uroxenital están os pregues xenitais, e rodeando a estos están as
prominencias xenitais. A diferenciación destos elementos dependerá tamén da testosterona. A testosterona
transfórmase en dihidrotestosterona nas células da prominencia. Se non hai testosterona, ou ben se os
receptores das células da prominencia non funcionan, non se produce dihidrotestosterona, de xeito que a
diferenciación que terá lugar será por defecto a dunha femia.
En presencia de dihidrotestosterona o tubérculo xenital desenrolarase para forma−lo glande. Os pregues
fusiónanse e cubren o seno uroxenital, formando o tronco do pene. O mesénquima dos pregues desenrola dun
tecido moi vascularizado, o corpo cavernoso. A partir das prominencias formaranse os sacos escrotais. Os
testículos aloxaránse no escroto cando saian do abdomen, onde a temperatura é demasiado alta para o
desenrolo dos gametos. Finalmente, no glande fórmase un cordón epitelial que comunica co seno uroxenital a
través do tronco do pene. Nas femias, o tubérculo formará o clítoris. Os pregues e maila prominencia
cambiarán pouco, formando respectivamente os labios menores e maiores.
Determinación xenética do sexo:
En 1990 descubriuse unha rexión no cromosoma Y que non se atopa nos cromosomas X. Esta é unha pequena
rexión, de só 13000 pares de bases, que determina a expresión do xen SRY. A expresión do SRY induce á súa
vez a expresión do SOX9, que determina a diferenciación das gónadas masculinas. Parece ser que o xen SRY
compite co DAX1, que determina a diferenciación feminina das gónadas.
En mamíferos parece existir unha boa relación entre o sexo cromosómico e o fenotípico, pero noutros
vertebrados, coma os réptiles, a diferenciación sexual depende da temperatura. Chegouse á conclusión de que
a determinación sexual destos animais depende dun mecanismo hormonal. A testosterona é transformada en
estradiol pola enzima acromatasa, a cal varía a súa actividade segundo a temperatura. A testosterona
determinará individuos machos, mentres que o estradiol causará o desenrolo de femias.
En mamíferos, este mecanismo hormonal mantense para a diferenciación cerebral sexual, aínda que non
depende da temperatura. Esta diferenciación cerebral ten lugar moi cedo, e comprende tanto os cambios na
actividade de regulación hormonal no hipotálamo coma as diferencias de conducta entre machos e femias.
A METAMORFOSE
A METAMORFOSE DOS VERTEBRADOS
O desenrolo dos ovos dos animais soe culminar na formación dun individuo inmaduro que irá medrando para
formar finalmente un adulto. Na maioría dos casos o desenrolo é directo, o individuo que sal do ovo é coma
un adulto en miniatura. Nembargantes, existen algúns vertebrados, e por suposto moitos invertebrados, nos
51
que o desenrolo é indirecto. Do ovo destos animais sal un individuo claramente diferenciado do adulto. Este é
un fenómeno pouco común, pero pódese observar en bastantes anfibios e nalgúns peixes. Nestos casos, o paso
da larva ó adulto ten lugar por medio da metamorfose.
Metamorfose nos teleósteos:
En agnatos primitivos, coma as lampreas, existen formas larvarias tan distintas dos adultos que durante moito
tempo se consideraron especies distintas (á larva denominábaselle ammocoetes). A larva da lamprea é moi
distinta do adulto, non ten ollos, a rexión oral é moi sinxela, o cerebro está no extremo anterior do corpo,
viven enterradas e son microfáxicas. A metamorfose da lamprea é certamente espectacular.
Os salmóns tamén sufren metamorfoses leves, en concreto dúas: unha cando saen dos ríos onde nacen ó mar;
e a segunda cando volven dende o mar ós ríos para reproducirse. Os cambios que afectan ós salmóns son
relativamente leves: cambios na pigmentación, adaptación ós distintos medios, nutrición. As larvas de salmón
nacen xa cunha morfoloxía de teleósteo típica, e cando saen ó mar forman un adulto xoven chamado esguín. O
esguín formará o adulto cando volva ó río para reproducirse.
O ciclo reproductivo das anguías foi un misterio durante moito tempo. As anguías poñen os ovos no Mar dos
Sargazos. As larvas que saen destos ovos son moi distintas dos adultos, e coma no caso das lampreas, durante
moito tempo pensouse que era unha especie distinta, á que denominaron leptocephalus. Cando as larvas se
aproximan á costa comezan a cambiar e transfórmanse nas angulas. Estos individuos suben polos ríos, onde
viven e medran durante anos. Finalmente, as anguías volven ó mar, onde se reproducen e logo morren.
Os peixes planos sufren uns cambios bastante particulares. As larvas destos teleósteos nacen completamente
normais, con simetría bilateral. Chegado un momento comezan a cambiar, e pola torsión dalgunhas
estructuras cefálicas a súa simetría cambia completamente.
Metamorfose nos anfibios:
Hai dous grupos de anfibios nos que se observan procesos de metamorfose, os anuros e mailos urodelos. A
larva dos anuros é o cágado, moi distinto do individuo adulto, sen patas, con branquias e herbíboro. A
metamorfose do cágado é bastante complexa e realízanse moitos e profundos cambios. Nos anuros en cambio,
as larvas son máis semellantes ós adultos, e a metamorfose é máis sinxela. Nalgúns anuros téñense observado
fenómenos de neotenia, esto é, a maduración sexual de individuos que aínda reteñen caracteres larvarios.
Determinación da metamorfose:
Estudiando a metamorfose dos anuros identificouse un axente que é o principal inductor deste proceso, a
hormona T3 (a T4 tamén actúa na metamorfose, pero é menos importante). Pódese inducir−la metamorfose
dos cágados só con incorporar esta sustancia no alimento, ou mesmo na auga do medio no que viven. A T3
sintetízase no tiroides baixo a regulación do hipotálamo e maila hipófise. Na adenohipófise segrégase a TSH,
mentres que na neurohipófise podemos atopa−la TSH−RF ou TRH. A cantidade de T3 que se expresa aumenta
exponencialmente segundo a larva vai medrando, durante a etapa denominada premetamorfose, e é máxima
no clímax metamórfico, para finalmente descender abruptamente ó remata−la metamorfose.
Os cambios inducidos por esta hormona no cágado son moitos e moi importantes. Modifícase o tubo
dixestivo, as bolsas aórticas transfórmanse en arcos aórticos, os fotorreceptores dos ollos complícanse, etc.
Algúns tecidos da larva responden á presencia da T3 con procesos de autólise, tal é o caso da cola.
Conclusións:
O estudio de todos estos fenómenos pode facernos pensar que o estado larvario é un remanente dunha antiga
52
etapa evolutiva dun animal. Nembargantes, moitos autores pensan que o desenrolo das larvas é só unha
estratexia adpatativa para facilita−la reproducción dun individuo. Tense comprobado que os grupos de
insectos máis primitivos seguen patróns de desenrolo directos, mentres que grupos máis modernos recorren
case sempre ó desenrolo indirecto con metamorfose. Con todo, casos coma o da lamprea, un animal primitivo
cun complexo ciclo vital, complican un pouco o estudio destos fenómenos.
53