Embriología

NOTAS DE EMBRIOLOGÍA

La embriología estudia la secuencia de formas de desarrollo desde el cigoto hasta el organismo dotado de todos sus órganos y sistemas.
En este sentido, conviene recordar la distinción entre desarrollo (sucesión de fases estructurales y organizativas con complejidad creciente) y crecimiento, entendido sobre todo en sentido cuantitativo.
En los metazoos vertebrados asistimos, elevándose en la serie evolutiva hasta el hombre (a través de ciclostomas, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos), la aparición de formas adultas de creciente complejidad, por lo que la complicación de las etapas de desarrollo embrionario.
Al principio, el cigoto, siempre provisto de material de reserva, se divide (por mitosis posterior) en 2, luego 4, luego 8, etc. células llamadas blastómeros, sin crecimiento, hasta alcanzar la relación núcleo / citoplasma normal de la especie. .
Esta segmentación inicial puede seguir diferentes patrones, dependiendo de la cantidad y distribución del deutoplasma.
Al principio, el deutoplasma es escaso ("huevos oligolecíticos"), por lo que la segmentación es total y da lugar a blastómeros muy diferentes, a medida que aumenta la complejidad del embrión, se necesita más tiempo y material antes de que su desarrollo le permita comenzar. vida independiente. Esto requiere un aumento del deutoplasma ("huevos telolecíticos"), que tiende a estar dispuesto en una parte del cigoto. Esto provoca una "anisotropía" creciente, que está ligada a modificaciones de la segmentación, regidas por dos principios generales:
- La ley de Hertwig dice que, en la mitosis, el huso acromático (cuyo ecuador determina el plano de división de las células hijas) tiende a disponerse en la dirección de la mayor longitud del citoplasma;
- La ley de Balfour dice que la velocidad de segmentación es inversamente proporcional a la cantidad de deutoplasma.
Vemos entonces que ya en los ciclostomas y en los peces la segmentación es desigual, con un polo animal rápidamente segmentado (que dará las estructuras superiores del embrión) y un polo vitelino que contendrá la mayor parte del material de reserva. Esta tendencia es aún mayor. .anisotrópico en los anfibios (en los que es necesario preparar los órganos responsables de la respiración del aire), en los que el polo vitelino, mientras segmenta lentamente, permanece relativamente inerte y acaba cubierto por células derivadas del polo animal que se segmenta rápidamente. las principales etapas embrionarias incluyen: cigoto, blastómeros, mórula (grupo de blastómeros similar a una mora), blástula (mórula con células internas en regresión), gástrula (blástula en la que las células de un lado se han invaginado), en la que la cavidad primitiva del organismo, con una capa celular externa (ectodermo, de la cual el sistema nervioso derivará en primer lugar) y un int erno (entodermo), entre el cual se interpondrá una tercera capa (mesodermo). De estas capas o "láminas embrionarias" se derivarán, en una secuencia ordenada, todos los tejidos, órganos y sistemas.
En especies aún más evolucionadas, el aumento de deutoplasma (o "ternero") es tal que ni siquiera se puede segmentar. Vemos así que en las aves la segmentación afecta sólo a un disco superficial delgado, dando lugar a una "discoblastula" y una serie de fenómenos que garantizan la formación del embrión de forma diferente a la antes mencionada.
Un aumento adicional en el deutoplasma probablemente no habría sido más eficiente, por lo que en Mamíferos el desarrollo y crecimiento hasta la capacidad de vida independiente se obtiene con otro sistema. De hecho, en Mamíferos observamos que el deutoplasma se usa solo para las primeras etapas de desarrollo; luego el embrión establece relaciones metabólicas con el organismo materno (con la aparición de la placenta) y deja de utilizar el deutoplasma, cuyo exceso se elimina. En este punto los huevos vuelven a ser oligolecíticos y la segmentación puede volver a ser total (y por lo tanto en las primeras etapas es similar a la del "amphioxus), pero después de la mórula la embriogénesis continúa según el patrón más evolucionado de las aves, con un" blastocisto "seguido de implantación en la pared uterina, de modo que el metabolismo del embrión está asegurado por el organismo materno (a través de la placenta) y no por el deutoplasma.

DIFERENCIACIÓN DE EMBRIONES

Cuando la segmentación del cigoto ha llevado la relación núcleo / citoplasma a la norma de la especie, también debe comenzar el crecimiento, paralelo al desarrollo, por lo que comienza el metabolismo, con la aparición de nucleolos y síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas así iniciada se debe a los genes responsables de las primeras etapas del desarrollo embrionario. Estos genes están deprimidos por las sustancias presentes en los diferentes blastómeros del polo animal y ternero. A su vez, los productos de estos genes tempranos pueden desreprimir los operones de los genes a cargo de las etapas posteriores. Los productos de esta segunda serie de genes podrán actuar tanto en el sentido de construir nuevas estructuras embrionarias como en el sentido de reprimir los operones anteriores y desreprimir los siguientes, en una secuencia ordenada que conduce a la construcción del nuevo organismo. , gracias a la información genética acumulada, desde el genoma a través de los milenios hasta especies cada vez más evolucionadas.
La famosa expresión de Haeckel "" ontogenia resume la filogenia "en realidad expresa el hecho de que las especies superiores repiten, en las etapas de desarrollo embrionario, la sucesión ya encontrada en las especies evolutivamente anteriores.
Las primeras etapas del embrión tienden a ser similares en los vertebrados, particularmente hasta la apariencia de las branquias.
En las especies que cambian a la respiración aérea, las branquias se reabsorben y reutilizan (por ejemplo, para la formación de glándulas endocrinas), pero la información genética relacionada con la formación de las branquias también se conserva en los seres humanos. Este es, obviamente, un ejemplo de genes estructurales embrionarios que están presentes en el genoma de todos los vertebrados y deben permanecer reprimidos después de haber funcionado en su momento ontogenético.
La interpretación de la embriogénesis en el sentido de regulación de la acción de los genes permite unificar las complejas experiencias tradicionales de la embriología experimental.

MELLIZOS

El cigoto y los primeros blastómeros, hasta que comienza la síntesis de proteínas, son totipotentes, es decir, capaces de dar vida a todo un organismo. A esto se relacionan los experimentos de Spemann, quien obtuvo dos embriones del estrangulamiento de un cigoto anfibio. Un fenómeno similar aparece en la base del fenómeno de los gemelos idénticos en el hombre, que precisamente por eso se denominan monocigóticos (MZ). Los gemelos experimentales de Spemann tenían la mitad de tamaño de lo normal, mientras que en el hombre son perfectamente normales. Esto se explica porque en los anfibios los dos embriones debían compartir la única yema ya recibida, mientras que en el hombre los embriones pueden recibir, a través de la placenta, todo lo necesario para su desarrollo y crecimiento.
Cabe recordar que en "el hombre dos tercios de los casos de gemelos tienen" otro origen: derivan de la maduración simultánea ocasional de dos folículos, con la liberación de dos óvulos que, al fecundar, dan dos cigotos; de hecho, en en este caso hablamos de gemelos dicigóticos (DZ).
Dado que los gemelos MZ, divididos por mitosis del cigoto único, tienen el mismo genoma, las diferencias entre ellos deben ser de origen ambiental. En cambio, el genoma de dos gemelos DZ es similar solo en la medida en que el de dos hermanos. ampliamente utilizado en genética humana y también en el campo del deporte.
En el "hombre, en el que ciertas razones éticas prohibirían la experimentación, se puede determinar en qué medida un carácter está regulado por factores hereditarios: de hecho, los caracteres estrictamente heredados (como los grupos sanguíneos) son siempre concordantes sólo en los gemelos MZ; que el La concordancia de un rasgo en MZ es cercana a la de DZ, se deduce que los factores ambientales prevalecen sobre los hereditarios para determinar ese rasgo fenotípico.