Desarrollo del sistema digestivo

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Transcripción Desarrollo del Sistema Digestivo y Peritoneo
El intestino medio es la zona del intestino primitivo que se encuentra
comunicada con el pedículo vitelino. La zona que es más cefálica es el
intestino anterior y la zona que es más caudal es el intestino posterior.
El intestino primitivo está limitado arriba (cefálicamente) por la membrana
bucofaríngea y abajo (caudalmente) por la membrana cloacal. Estas dos son
membranas que por definición carecen de mesoderma y por lo tanto no se
forman vasos, y como resultado de esto se van a romper y desaparecer.

Intestino anterior:

Los derivados del intestino anterior son la faringe, el esófago, el
estómago, la parte más proximal del duodeno y además están incluidas
glándulas: glándulas de las bolsas faríngeas, las vías respiratorias, el
hígado, la vesícula biliar y el páncreas.

La parte más alta del intestino anterior se llama intestino faríngeo. En la
parte más alta del intestino faríngeo está la zona donde se encuentran
externamente los arcos branquiales o faríngeos, que son eminencias
mesodérmicas que se forman en esta región del futuro cuello y son un rasgo
propio de los embriones (no sólo en los embriones humanos sino que en todos
los embriones) en el periodo somítico, es muy característico. Cada uno de
estos arcos son una eminencia de tejido mesenquimático que proviene de una
migración de células desde la cresta neural, por lo tanto este mesénquima
es de la región neural a diferencia del mesénquima que va a haber en el
resto del embrión. En este mesénquima de cada arco se diferencian tres
estructuras; cada uno tiene una arteria, un nervio y un cartílago. Las
arterias se llaman arcos aórticos y son muy importantes porque estas
arterias que van desde estos arcos van a ser el origen de las arterias
definitivas del adulto. Los nervios que hay en cada uno de los arcos van a
dar inervación a cada una de las regiones, y los cartílagos que hay en esta
zona también van a evolucionar para formar derivados cartilaginosos y óseos
de esta región. Internamente cada uno de los arcos está separado del vecino
por una depresión que se llama bolsa branquial o bolsa faríngea, las cuales
a lo largo del desarrollo van a desaparecer al igual que los arcos
(considerados recuerdos evolutivos).

Toda esta formación que estamos analizando tiene que ver con una serie de
genes que van actuando específicamente en estos puntos, se están expresando
y producen acciones específicas. Por ejemplo el inicio del desarrollo de
los arcos; en ellos se expresan los genes Hoxb, en el primer arco
endotelina 1, en el segundo arco el gen Hox a-2, además de los genes Shh,
FGF8 (factor de crecimiento fibroblástico 8) y BPM7 (la proteína
morfogenéticas del hueso 7). Esto genes son importantes para que realmente
se produzcan las diferenciaciones que vamos a observar.

Dijimos que las bolsas van a desaparecer, pero dejan una serie de esbozos
que son importantes. De la primera bolsa se van a originar la tuba auditiva
y el oído medio. La segunda bolsa va a originar la amígdala palatina. La
tercera bolsa origina dos esbozos: el esbozo de las paratiroides inferiores
y el esbozo del timo. En la cuarta bolsa se originan las paratiroides
superiores. Aquí ustedes ven que hay una cosa rara, las paratiroides
inferiores arriba y la superiores abajo, esto es así porque durante el
desarrollo el esbozo del timo crece, se desprende de ese lugar para buscar
su ubicación al medio y desciende, y al descender arrastra consigo a las
paratiroides inferiores, de modo que estas paratiroides bajan y cuando
llegan más o menos a su ubicación migran al centro y se ubican. La última
bolsa (que es una bolsa residual) origina una estructura que se llama el
cuerpo último branquial, que es un esbozo que va a originar a las células
parafoliculares que son parte de la glándula tiroides.

En la región más ventral del intestino faríngeo se va a formar la lengua. A
partir del primer arco se forman a ambos lados unas estructuras grandes que
se llaman protuberancias linguales laterales, y además una más chica que es
el tubérculo impar. Luego se forma a partir del segundo, tercero y cuarto
arco una eminencia grande que se llama la cópula o eminencia hipobranquial.
En el cuarto arco se forma la eminencia epiglotídea que va a originar la
epiglotis.

Estas eminencias crecen y se fusionan para constituir la lengua. Esta
lengua en su superficie dorsal reconoce al centro una depresión que se
llama el agujero ciego, y a los lados del agujero ciego la V lingual, que
está en la parte media de la lengua y que está formada por una serie de
papilas alineadas. Lo importante es que de esta V lingual podemos reconocer
dos regiones; una región que queda más hacia delante que es el cuerpo de la
lengua (que se ha constituido por la fusión de las protuberancias linguales
laterales) y una región por detrás que corresponde a la raíz de la lengua
(constituida por la cópula o eminencia hipobranquial).

Debido a que la lengua proviene de todos estos arcos posee una inervación
bastante compleja ya que cada arco tiene un nervio diferente. La inervación
sensitiva en el cuerpo de la lengua está dada por el nervio trigémino que
es el quinto par, y en la raíz está dada por el glosofaríngeo y el vago que
son el noveno y décimo par, las papilas que se encuentran en la mucosa del
cuerpo de la lengua están inervadas por el nervio facial que es el séptimo
par y el glosofaríngeo que es el noveno. La musculatura a su vez esta
inervada por el nervio hipogloso que es el decimosegundo par.

Más abajo del intestino faríngeo viene una región en la que distinguimos
dos estructuras; por delante el esbozo respiratorio y más hacia atrás el
esbozo del esófago. Aquí el intestino primitivo se alarga y constituye esta
estructura que es regularmente tubular: el esófago.

El esófago también tiene relación con una serie de moléculas; el Shh se
expresa en el epitelio y el BMP4 en el mesénquima. A su vez el gen Myf5 se
expresa en la diferenciación del músculo estriado.

El esófago se va a alargar y va a experimentar histodiferenciación. En esta
histodiferenciación lo primero que ocurre es una proliferación del epitelio
que produce una oclusión del lumen (se hace macizo), luego en este esbozo
aparecen una serie de vacuolas que se unen y conducen a la recanalización,
entonces el esófago se hace de nuevo (genera su lumen). Entonces se va a
producir la histogénesis en la pared a partir del epitelio que teníamos y
del tejido mesenquimático del entorno. El epitelio va a dar origen a
epitelio y glándulas, y el tejido mesenquimático del entorno va a dar
origen a tejido conectivo y a músculo. Todos estos tejidos se van a
organizar formando las cuatro capas que son propias del tubo digestivo: la
mucosa, la submucosa, la muscular y la adventicia.

A continuación de la zona en la que está el esófago encontramos el esbozo
del estómago. El estómago desde temprano tiene por atrás un lado convexo y
por delante un lado cóncavo. Al mismo tiempo tiene un mesogastrio dorsal y
un mesogastrio ventral, entonces el estomago esta afirmado por este
mesogastrio que lo esta uniendo por atrás y por adelante.

Este esbozo va a experimentar una serie de cambios; primero va a
experimentar crecimiento y giro. Tenemos un eje longitudinal al centro y
entorno a este eje el estómago experimenta un giro de 90º (de izquierda a
derecha) de tal manera que el lado convexo que miraba hacia atrás queda
mirando hacia la izquierda y el lado cóncavo que estaba hacia adelante
queda mirando hacia la derecha. Aparte de este movimiento importante el
esbozo del estomago tiene un crecimiento diferencial de ambos lados: el
lado convexo crece más aceleradamente que el lado cóncavo, y esto va a
generar la curvatura mayor y la curvatura menor. Hay otro movimiento (como
de péndulo) que experimenta el esbozo del estomago que hace que gire
ligeramente y que su extremo más caudal suba, y de esta manera queda
ubicado en su posición definitiva que observamos en el adulto (primero
veíamos que el lado más cefálico y el lado más caudal estaban como en
línea, pero este movimiento hace que gire el estómago).

Al girar el estómago el mesogastrio dorsal es tironeado hacia la izquierda
y se genera por detrás de este esbozo una especie de bolsillo que se llama
transcavidad de los epiplones o bolsa epiploica (bolsa omental). Este meso
además crece hacia abajo, se alarga, da la vuelta y sube, entonces esas dos
hojas se fusionan y constituyen el epiplón mayor (omento mayor).

Finalmente el esbozo del estomago experimenta una histogénesis en la cual
se van a diferenciar las estructuras a partir del esbozo epitelial
endodérmico y del tejido mesenquimático del entorno (proveniente del
mesoderma esplácnico). Se diferencian entonces los diferentes tejidos que
se organizan en las capas específicas que se reconocen en el tubo
digestivo: la mucosa, la submucosa, la muscular y la serosa. En el segundo
mes se están formando arrugas y pliegues gástricos. Al tercer mes se están
diferenciando tipos celulares diferentes y poco antes del nacimiento se
está elaborando HCl.

A nivel del esfínter pilórico están actuando además otras moléculas como es
el factor de transcripción Nkx2,5, estimulados por BMP4 y los Genes Hox.

Más abajo del estomago, cerca del termino del intestino anterior, se va a
diferenciar el duodeno, que se diferencia en parte del intestino anterior y
todo el resto a partir del intestino medio. Este duodeno crece, experimenta
alargamiento y una serie de rotaciones de manera que adquiere pronto la
forma de una C. Con todos estos movimientos experimenta un desplazamiento
hacia dorsal y se hace retroperitoneal, y finalmente experimenta una
histodiferenciación a partir del epitelio y del mesénquima (que son las
zonas que dan origen a todos los tejidos que se van a organizar en la
mucosa, la submucosa, la muscular y una serosa o adventicia dependiendo de
la zona), pero este modelo también tiene una diferenciación de la pared
similar a la que tiene el esófago (hay un momento en que se hace macizo por
proliferación del epitelio, luego se canaliza a partir de las vacuolas y
después experimenta la diferenciación de su pared en las capas que
mencionamos anteriormente).

En el límite entre el intestino anterior y el intestino medio (pero todavía
en el intestino anterior) se produce la emergencia de una serie de esbozos:
del hígado, la vesícula y los dos esbozos del páncreas.

El hígado se origina a la cuarta semana y se forma como una evaginación
endodérmica muy proliferarte que forma una serie de cordones celulares que
se dirigen hacia el mesoderma del septum transverso (que es la zona que va
a originar el diafragma). Ahí los cordones hepáticos proliferantes se
mezclan con las venas onfalomesentéricas y umbilicales de la región y
forman así los sinusoides hepáticos. Los cordones en diferenciación van a
constituir el parénquima del órgano, en tanto que el mesoderma del septum
transverso va a dar origen al tejido conectivo del órgano, a las células de
Küpfer y a las células hematopoyéticas.

El mesoderma hepato-cardíaco expresa FGF (factor de crecimiento
fibroblástico) que actúa sobre en endoderma hepático y se produce una
primera inducción. Después existe una inducción secundaria a partir del
mesoderma que actúa sobre el endoderma hepático y así se van formando los
cordones hepáticos, que a su vez actúan recíprocamente sobre el mesoderma
de la región. Luego el endotelio del hígado actúa sobre los cordones
hepáticos en la inducción terciaria y ahí se van a diferenciar las células
hepáticas sin glicógeno y más tarde van a diferenciar a una forma más
terminal que son los hepatocitos con glicógeno en su interior. Todo esto
está mediado por una serie de moléculas: FGF 1,2 y 8 + BMP 2, 4,7 + LGF
(factor de crecimiento hepático) - c-met, diferenciándose de esta manera en
epitelio hepático.

El páncreas que también se diferencia en esta región tiene un esbozo
ventral y un esbozo dorsal (que es el más grande). Entonces el más pequeño
de los dos (esbozo ventral) experimenta un giro en torno al intestino
primitivo hasta encontrarse con el esbozo dorsal y se unen formando el
esbozo del páncreas, que se va a diferenciar a partir de las ramas
proliferantes. En sus extremos terminales se diferencian unidades
glandulares, algunas de ellas permanecen unidas al epitelio que las originó
y estas corresponden a las glándulas exocrinas del páncreas que forman el
aparato glandular exocrino, en tanto que hay otras que son acúmulos
glandulares originados de la misma manera pero que pierden su conexión con
el epitelio que las originó, quedando como islotes aislados que se conectan
con muchos vasos sanguíneos y corresponden a la porción endocrina del
páncreas (los islotes de Langerhans constituyen más de un millón de
islotes).

Una serie de moléculas tienen que ver con el desarrollo del páncreas:
Pdx1(FT), Hlxb9(FT), Islet-1(gen de Homeodominio LIM), Folistatina, FGF,
Neuro-genina3(FT).

Intestino medio:

El intestino medio origina la parte distal del duodeno, yeyuno, ilion,
ciego, apéndice, colon ascendente y los dos tercios derechos del colon
transverso.

El intestino medio esta unido hacia dorsal por el meso dorsal y hacia
ventral se encuentra unido con el pedículo vitelino. La forma de desarrollo
de esta zona es en base a un crecimiento muy complejo, muy acentuado y una
serie de giros. El intestino medio que primero era cortito empieza a
alargarse y conforma una estructura en forma de horquilla y en el vértice
de esta horquilla está unido al pedículo vitelino. Esta estructura tiene
una rama cefálica y una rama caudal, la rama cefálica va a dar origen a la
parte distal del duodeno, al yeyuno y parte del ilion, en tanto que la otra
mitad va a dar origen a la porción inferior del ilion, el ciego, el
apéndice, el colon ascendente y los dos tercios proximales del colon
transverso. Como esta asa intestinal va creciendo, llega un momento en que
no cabe en la cavidad abdominal y sale desprendida por el cordón umbilical
y genera una estructura que se llama la hernia umbilical fisiológica,
normal en estos momentos (se forma la sexta semana y está presente afuera
del cuerpo hasta la décima semana), que se caracteriza porque en los
momentos en que esta asa intestinal va saliendo siguen creciendo y al mismo
tiempo comienza a girar (contrario a los punteros del reloj en 90º) en
torno a la arteria mesentérica superior que se encuentra al medio de esta
horquilla. Este giro avanza, y afuera sigue creciendo y gira 180º más, de
manera que completa 270º. Este giro determina que el yeyuno y el ilion
constituyan una serie de asas en cuadrado. A la décima semana se a
producido un cambio en los espacios; el hígado está creciendo más
lentamente, el embrión está más grande, etc, la cosa es que se ha generado
más espacio y eso permite que las asas intestinales vuelvan a la cavidad
abdominal, y vuelven de una manera bien específica; el primero en retornar
es el yeyuno que se ubica en el ángulo izquierdo y el último en retornar es
el ciego que se ubica al lado derecho, en este punto esta zona crece y
desciende y va generando al colon ascendente y al apéndice, y así se
produce su ubicación con un patrón similar al adulto. También este
intestino se va a histodiferenciar de igual forma que el resto del
intestino.

Intestino Posterior:

Los derivados del intestino posterior son: la porción caudal del colon
transverso, el colon descendente, el recto y la parte superior del conducto
anal. Este intestino termina en la cloaca, que es una estructura que en un
comienzo es común para el aparato digestivo, urinario y genital, pero
desciende desde arriba un tabique (tabique uro-rectal) hasta que llega
abajo y divide a la membrana cloacal, quedando en la región más dorsal el
recto hasta su terminación, justamente en la región de la membrana anal.
Aquí también participan genes: Genes Hoxa-13 y Hoxd-13 que intervienen en
la división de la cloaca.

El intestino posterior para su diferenciación se alarga (todas las partes
se alargan) y se histodiferencia igual que el resto de las estructuras. En
la parte más final del intestino posterior se va a diferenciar el conducto
o canal anal, que va a tener dos orígenes: los dos tercios superiores
provienen del intestino posterior, en tanto que el tercio final es
ectodérmico y proviene del proctodeo.

El aparato digestivo genera una serie de anomalías que las vamos a
mencionar:

. atresia (no formación) esofágica

. fístula (comunicación) traqueo-esofágica producida por defectos en el
tabique

. estenosis (estrechamiento) del esófago que se produce por fallas en
la recanalización, o del píloro que se produce por hipertrofia
muscular

. atresia biliar (estrechamiento de la vía biliar) extra o intrahepática
que también se produce por fallas en la recanalización

. páncreas anular o accesorio que se produce por una migración anormal
de los dos esbozos

. onfalocele, que significa que las asas intestinales se quedan afuera
porque se produce una falla en el retorno de las vísceras

. gastrosquisis

. divertículo de Meckel

. rotación anormal de las asas intestinales

. atresias y fístulas ano-rectales

. ano imperforado

. megacolon congénito, etc.

Para terminar quería recordarles que el desarrollo del aparato digestivo se
realiza mediante interacciones epitelio-mesenquimáticas y en esas
interacciones se expresan genes con homeosecuencias como los genes Hox o
los genes Shh y otros por supuesto. Se produce alargamiento continuo y
complejo, histogénesis y finalmente la maduración funcional.