Este documento presenta una introducción general al concepto de desarrollo embrionario en organismos pluricelulares. Describe el desarrollo como un proceso de incremento de complejidad que involucra la proliferación celular, diferenciación, interacciones célula-célula y célula-matriz, y comunicación mediada por señales. También explica conceptos clave como la determinación celular, la organización espacial a través de campos morfogenéticos, y cómo el desarrollo sigue un programa genético preestablecido

1. 1
SÍNTESIS CONCEPTUAL GENERAL
SC 0.1. El concepto de desarrollo embrionario de organismos pluricelulares. V.
Flores
SC 0.2. La forma celular y el efecto morfogenético de los cambios de forma
celular. V. Flores
SC 0.3. La diferenciación celular y el concepto de patterning. V. Flores
SC 0.4. La organización jerárquica de las vías evolutivas en el programa de
desarrollo. El árbol de determinaciones. V. Flores
SC 0.5. El concepto de determinación. Potencia y significado evolutivos. V. Flores
SC 0.6. Concepto de acción celular determinante (A c-c D). V. Flores
SC 0.7. Poblaciones celulares determinantes (pcD) y poblaciones celulares
competentes (pcC). V. Flores
SC 0.8. El perfil evolutivo del grado de diferenciación celular. El papel de las
acciones celulares permisivas. V. Flores
SC 0.9. El concepto de muerte celular programada. V. Flores
SC 0.10. Comportamientos moleculares involucrados en los procesos de
determinación de tipo celular. Reprogramaciones epigenéticas de tipo celular
del programa de desarrollo. V. Flores
SC 0.11. El cambio en el patrón de metilación y acetilación de histonas en la
transición del estado bipotencial al estado determinado. V. Flores
SC 0.12. Dominios bivalentes de la cromatina en células embrionarias troncales.
V. Flores
SC 0.13. La dinámina de la acetilación-desacetilación de histonas en la regulación
de la expresión génica y en la transición estado plástico (no determinado) →
estado determinado. V. Flores
SC 0.14. Técnicas de reprogramación del epigenotipo celular. Su potencial
utilidad terapéutica. Expectativas y dificultades. V. Flores

2. 2
SC 0.15. La inhibición-por-contacto de la migración celular. Su papel durante la
migración celular colectiva dirigida. V. Flores
SC 0.16. La dependencia-de-adhesión de la proliferación celular y la muerte
celular. V. Flores, M. Rapacioli
SC 0.17. La placa de adhesion focal como sitio integrador de interacciones célula-
matriz extracelular. V. Flores, M. Rapacioli
SC 0.18. Inhibición dependiente-de-densidad de la proliferación celular. Su papel
durante el desarrollo embrionario. V. Flores, M. Rapacioli
SC 0.19. Transiciones reversibles mesenquimático-epitelial y epitelio-
mesenquimática. CMD involucrados en su regulación. V. Flores
SC 0.20. La intensidad de la fuerza interfacial célula-matriz extracelular participa
en la regulación de la forma celular y la migración celular. V. Flores
SC 0.21. Bases moleculares de la instalación, mantenimiento y propagación de la
polaridad planar. M. Rapacioli
SC 0.1. EL CONCEPTO DE DESARROLLO EMBRIONARIO DE
ORGANISMOS PLURICELULARES. V. Flores
El desarrollo embrionario de los organismos pluricelulares es, básicamente, un
fenómeno de incremento de complejidad: a) como hecho ontogenético, el
desarrollo queda caracterizado por el conjunto de procesos cuya operación
conduce a la génesis de la complejidad supracelular a partir del nivel de
organización unicelular, la CH; b) como hecho estructural, el desarrollo consiste
en la generación de entidades correspondientes a niveles de organización
supracelulares (tisular, orgánico, etc.) emergentes de interacciones entre
elementos, más simples, de niveles subyacentes y c) como proceso
autoorganizado, la génesis de la complejidad pluricelular, considerada como
totalidad o aun considerando su aspectos parciales, es el resultado neto de la
operación integrada de combinatorias de CCD que se ejecutan interactivamente
y de un modo temporal y espacialmente organizado. El conjunto de procesos
que acontecen desde el estado inicial (Ei: CH) hasta el final (Ef: individuo
terminalmente diferenciado) incluyen:
a) La generación, por mitosis, de un número de células del orden de 1012 o
1013 células según la especie (a partir de 1 célula).

3. 3
b) Característica esencial de estas divisiones celulares es que las células
resultantes se mantienen vinculadas por contactos y por medio de moléculas
que secretan al espacio entre ellas. Así, entre todas generan un medioambiente
interno denominado matriz extracelular. Ambos procesos (desarrollo de
uniones intercelulares y formación de matriz extracelular) llevan a la
generación de fuerzas de cohesión y medios de comunicación (intercambio de
información) entre células.
c) La operación fuerzas interfaciales c-c y c-mec es esencial para la organización
pluricelular. Además, la operación de tales fuerzas, y su regulación, permiten
desplazamientos celulares y la generación de diversos tipos de arreglos
espaciales cambiantes y característicos, pasando a través de formas de
organización transitorias hasta llegar a las que corresponden a las de los
tejidos, órganos, etc. terminalmente diferenciados.
d) Durante el incremento en el número de células, también se producen,
debido a interacciones entre ellas y con el ambiente, fenómenos de
diferenciación celular generándose varias centenas de tipos y subtipos celulares.
e) La generación de tipos celulares diferentes involucra también la expresión de
tipos particulares de moléculas que, operando como señales, sirven al efecto de
mediar interacciones entre las nuevas células de modo que continúen sus
interacciones de desarrollo. Así, unas influyen sobre el desarrollo de las otras.
f) Los procesos de comunicación mediados por señales entre células que
operan durante el desarrollo embrionario tienen como papel principal instalar
una red informativa de mensajes extracelulares que regula epigenéticamente en
forma global y/o local la operación temporal y espacialmente organizada de los
CCD.
g) Al final del desarrollo, la red informativa extracelular posibilita la
comunicación apropiada entre los órganos terminalmente diferenciados y
posibilita, en consecuencia, la integración funcional de todos los tejidos,
órganos, aparatos y sistemas.
h) Durante el desarrollo, la red informativa de mensajes extracelulares permite
que el proceso de diferenciación celular se realice de un modo organizado en
tiempo y espacio. Ello es posible debido a que muchos de dichos procesos de
señalización espacialmente estructurados están instalados por poblaciones
celulares con función informativa, denominados poblaciones celulares
organizadoras o centros señalizadores. Estos organizadores aparecen en
momentos y lugares definidos del embrión e instalan polaridades

4. 4
(distribuciones asimétricas de moléculas) señal cuyas concentraciones, las
células, son diferencialmente sensibles. Tales estructuraciones se denominan
campos morfogenéticos. Y sirven específicamente al efecto de organizar en el
espacio los procesos de determinación y diferenciación celular (SC 0.5. El
concepto de determinación. Potencia y significado evolutivos; SC El concepto
de diferenciación celular. Criterios que definen el grado de diferenciación; SC
3.4. Concepto de campo morfogenético).
i) Incluidos entre los CMD epigenéticamente regulados se encuentran las
reprogramaciones o “reseteos” de la información genética experimentados por
las células en momentos y lugares definidos. Los reseteos irreversibles de la
información genética, que preceden a la diferenciación celular (denominados
de determinación celular), son especialmente importantes ya que hacen que las
células exhiban comportamientos estables durante períodos prolongados de
tiempo, en algunos casos durante toda la vida del individuo (SC 0.5. El concepto
de determinación. Potencia y significado evolutivos; SC El concepto de
diferenciación celular. Criterios que definen el grado de diferenciación).
j) La determinación celular, por su irreversibilidad, instala direccionalidad al
proceso global. El desarrollo es un fenómeno vectorial. En prácticamente todas
las especies el desarrollo se describe en términos de sucesión de estados de
complejidad creciente. Ello es así debido a que, si bien es continuo, posee saltos
cualitativos, asociados a las sucesivas reprogramaciones, que justifican su
descripción en términos de cambios de estado. Tales cambios de estado poseen
sentido. Vale decir, se cumplen en una sucesión temporal característica pues en
cada estado no sólo se elaboran sus características sino que se sientan las bases
del siguiente.
k) Todas las características fenotípicas del individuo terminalmente
diferenciado se hallan implícitas (en potencia) y surgen a partir de un estado
ordenado inicial, constituido con elementos estructurales e informativos
aportados por las gametas e integradas en la CH (SC Polaridad de la CH y
organización citoplasmática. Evidencias experimentales).
l) Debido a que existe un estado inicial y a que en cada estado se prepara el
siguiente, el desarrollo procede ‒en cualquier momento que se lo considere‒
como si fuera la expresión de un programa de desarrollo previamente
establecido. El desarrollo es, en efecto, la ejecución de un programa cifrado en
términos moleculares y que se ejecuta por medio de interacciones entre
moléculas. De tales comportamientos moleculares surgen los comportamientos
celulares y los demás niveles de organización.

5. 5
m) Los CMD característicos de cada estado dependen de moléculas
informativas que interactivamente generan flujos informativos célula A →
matriz extracelular → célula B citoplasma → núcleo B → citoplasma B→ matriz
extracelular → célula A. En cada estado, en cada uno de los compartimentos
celulares específicamente involucrados en el desarrollo, se expresan patrones
típicos de moléculas informativas. Estos patrones típicos de moléculas van
cambiando en función del tiempo de un modo tal que cada uno de ellos
conduce, a su vez, a la expresión de nuevas combinatorias de moléculas y en
relación con dichos cambios moleculares los CCD se van modificando
típicamente en función del tiempo y espacio.
n) Así, el programa global de desarrollo de la mayor parte de las especies se
ejecuta en forma epigenética, integrada y progresiva. Sin embargo, el programa
global se desarrolla en forma de muchos módulos de programación parciales
ejecutados simultáneamente y en forma integrada (regulada por interacciones
múltiples cooperativas) pero en distintas poblaciones celulares. Ninguna
población celular ejecuta todos los módulos informativos que componen el
programa completo sino módulos parciales de programación que corren (run)
en paralelo, pero el resultado es integrado y global debido a que se ejecutan
epigenética o interactivamente.
ñ) A partir de una configuración inicial, se van generando diversas formas,
ramas o bifurcaciones que son otros tantos modos de ejecución parcial del
programa. Dichas ramas o bifurcaciones se relacionan con la aparición de
diferentes tipos celulares. Así, cada estirpe celular implementa un módulo en
particular de ejecución del programa global.
El programa global incluye todos los diferentes conjuntos o combinatorias de
CMD característicos de cada uno de los tipos celulares del individo. Pero cada
tipo ejecuta un módulo que corresponde a un porcentaje muy bajo de la
información contenida en el ADN. El programa es pasible de sufrir en
momentos críticos del desarrollo, a lo largo de su propia ejecución, diversos
tipos de reseteos o reprogramaciones que permiten en forma de bifurcaciones
ir generando los diversos tipos celulares.
SC 0.2. LA FORMA CELULAR Y EL EFECTO MORFOGENÉTICO DE LOS
CAMBIOS DE FORMA CELULAR. V. Flores
Con el objeto de simplificar las descripciones histológicas es común homologar
la forma de las células a formas o cuerpos geométricos simples. Las células
cuyas tres dimensiones son aproximadamente iguales (isodiamétricas) se
denominan esféricas, poliédricas o cúbicas. A las células anisodiamétricas,

6. 6
cuando una de las dimensiones es pequeña respecto de las otras dos, se las
denomina “planas” y cuando una de ellas es visiblemente mayor que las otras
dos se las denomina “cilíndricas”. También se las suele comparar con objetos
comúnmente conocidos; así, se describen células fusiformes, piriformes,
estrelladas, etcétera.
La forma de las células depende de varios factores intrínsecos y extrínsecos. Por
un lado depende de la organización del citoesqueleto. La forma celular que
menor energía requiere es la isodiamétrica. Una esfera es isodiamétrica; su
diámetro es el mismo en todas las direcciones del espacio. Abandonar la forma
esférica implica la operación de fuerzas y, en consecuencia, consumo de
energía. Mantener una forma anisodiamétrica requiere una organización
particular del citoesqueleto e interacciones de adhesión con algún elemento
externo más rígido o consistente que las células. Las células epiteliales
anisodiámétricas (planas o cilíndricas) puestas en suspensión en un medio de
cultivo rápidamente pierden su forma típica y adquieren una forma que fluctúa
alrededor la esférica. Ello se debe a que estando en un medio líquido carecen de
puntos de apoyo para las fuerzas que mantienen una forma diferente de la
esférica.
Aun cuando el citoesqueleto de célulaa en suspensión puede generar fuerzas,
éstas sólo producen deformaciones suaves o pequeñas prolongaciones que
sobresalen sobre una forma global que fluctúa alrededor de la esférica. Sólo
cuando las células en cultivo toman contacto unas con otras, forman agregados
y se compactan, o cuando se depositan sobre un sustrato rígido, se adosan y
cambian de forma. Este fenómeno sólo ocurre en tanto existan fuerzas de
adhesión intersuperficiales (interfaciales) entre las células del agregado o entre
las células y el sustrato. En ausencia de fuerzas de adhesión a elementos que
operen como soporte mecánico (Véase: Placas de adhesión focal, en cualquier
texto de Biología Molecular), las células no pueden cambiar de forma de modo
estable.
La generación y el mantenimiento de formas muy anisodiamétricas requiere
especializaciones del citoesqueleto y de la región de la superficie celular que
interactúa con el sustrato. Las diferenciaciones de la membrana plasmática de
las células epiteliales que operan como sitios de contacto o anclaje para
elementos del citoesqueleto son los complejos de unión. De éstos existen varios
tipos y cada uno de ellos posee a) un conjunto particular de proteínas de
membrana, b) proteínas que interactúan con elementos extracelulares y c)
proteínas que interactúan con el citoesqueleto. Estas diferenciaciones de
membrana son estables y proveen mecanismos de adhesión entre células y

7. 7
entre células y MEC de larga duración. No ocurre lo mismo con las células que
durante el desarrollo embrionario cambian de forma o migran. Durante el
desarrollo, las células disponen de procesos de adhesión intercelular o célula-
mec mediados por diferenciaciones de membrana menos estables y más
dinámicos.
Todo cambio de forma celular requiere una reorganización general de los
elementos del citoesqueleto (microtúbulos, filamentos intermedios y
microfilamentos) y puede implicar el desensamblado de los elementos
existentes y la generación o ensamblaje de nuevos filamentos y redes. Estas
nuevas redes de filamentos tienen organizaciones espaciales que dependen de
las posiciones que ocupan en la superficie celular los sitios de adhesión a otros
elementos. Las células migratorias, por ejemplo, tienen la capacidad de realizar
cambios muy rápidos de forma y de adhesión diferencial. Poseen sitios de
contactos focales o placas de adhesión focal en las zonas de contacto o
interacción con la mec. Estos contactos poseen, por un lado, las moléculas
implicadas en el establecimiento del contacto y, por otro, las moléculas que
regulan el ensamblado-desensamblado, o para degradar algunas de las
proteínas de éste. También poseen moléculas receptoras de señales que inician
vías de señalización intracelular. Algunas de dichas señales disparan la
reorganización del citoesqueleto. La dinámica del citoesqueleto está regulada
por proteínas que regulan el ensamblado-desensamblado, que confieren
estabilidad o labilidad que generan bifurcaciones, etc. Recuérdese que cada
uno de los tipos de elementos del citoesqueleto tiene su propia dinámina y que
ésta se halla influida por moléculas que las regulan. (Véase: Placas de adhesión
o contactos focales, dinámica de los elementos del citoesqueleto, en cualquier
texto de Biologías Molecular).
Un cambio de forma celular típico, cuando es realizado por muchas células de la
población, puede producir cambios globales de la población. Éstos pueden ser
cambios de forma y también cambios de posición en el espacio. Existen muchos
ejemplos durante el desarrollo que ilustran estos efectos morfogenéticos del
cambio de forma celular. La mayor parte de los procesos de invaginación de
epitelios involucran este CCD (SC 09 El cierre del tubo neural).
Con el objeto de ilustrar el papel morfogenético que puede tener el cambio de
forma celular, analicemos un ejemplo teórico simple: el cambio de forma
celular en un epitelio cilíndrico simple (Fig. SC 0-2-1 A).

8. 8
Fig. SC 0-2-1. A. Epitelio cilíndrico simple. La suma de las superficies apicales es
similar a la suma de las superficies basales. B. Resultado hipótetico de lo que
podría ocurrir en un epitelio cilíndrico simple si las células cambiaran de forma,
de cilíndricas a piramidales truncas, y si no se mantuvieran los complejos de
unión. Las regiones apicales de las células se separarían y las regiones basales
retendrían su adhesión a la membrana basal. El epitelio y su membrana basal
retendrían la disposición planar. C. Resultado del cambio de forma celular,
cilíndrico a pirámide trunca, acompañado de un aumento en la fuerza de
adhesión célula-célula mediada por complejos de unión. La disminución del
área apical y el mantenimiento o incremento de la fuerza de adhesión
intercelular llevan a una curvatura del epitelio y de la membrana basal en la
que apoya.
1) Consideremos un cambio de forma celular tal que las células de un epitelio
simple formado por células prismáticas o cilíndricas se transformen en
piramidales truncas. El cambio de forma de una célula aislada no permite
apreciar el cambio global que podría producir (Fig. SC 0-2-1 A y B). Puede
apreciarse que el cambio implica tanto una elongación como un
adelgazamiento del extremo apical de las células. Se propone que este tipo de
cambio requiere una reorganización del citoesqueleto de la región apical de las
células y la generación de fuerzas mecánicas. Los estudios con microscopia
electrónica permiten concluir que este cambio involucra a microctúbulos,
microfilamentos y filamentos intermedios. Los microtúbulos se disponen
preferencialmente en la dirección de la elongación y el tratamiento de las
células con colchicina, un inhibidor de la polimerización de la tubulina, inhibe la

9. 9
elongación del extremo apical de estas células. Por otro lado, el
adelgazamiento del extremo apical requiere fuerzas que operen
tangencialmente en el plano del epitelio y que ello implica fenómenos
contráctiles en la red terminal apical. La red terminal es una diferenciación local
del citoesqueleto submembranoso en la región apical. Se trata de una red
densa de microfilamentos y filamentos intermedios. Esta estructura filamentosa
y contrácitil le confiere a la célula una rigidez suficiente como para actuar como
apoyo mecánico para las diferenciaciones de la membrana apical y también
capacidad para soportar las tensiones que se generan en el plano del epitelio.
Los filamentos de la red terminal se insertan en sitios especializados, los
complejos de unión, de la membrana lateral de células adyacentes. Se propone
que, cuando la red terminal se contrae, la superficie apical se reduce y dicho
extremo se adelgaza con respecto a la superficie basal. Algunos experimentos
de tratamiento de las células con citocalasina B, un inhibidor de la
polimerización de la actina G, muestran que inhibe el cambio de forma descrito.
2) Si las células pudieran cambiar de forman independientemente unas de
otras, cosa que podría ocurrir si no existieran fuerzas de adhesión
intersuperficial entre sus membranas laterales, el efecto global sobre el epitelio
sería el que se ilustra en la figura SC 0-2-1B.
3) Por el contrario, si las células cambian de forma reteniendo los contactos que
los unen a las células adyacentes, el cambio de forma celular se integra en un
resultado global diferente que involucra a toda la lámina epitelial (figura SC 0-
2-1 C). El epitelio abandona la disposición plana y se pliega.
4) Nótese que existe un conjunto de requisitos teóricos que deben cumplirse
para que ocurra un fenómeno de este tipo:
a) La membrana plasmática apical debe plegarse o disminuir su extensión. La
disminución de su extensión puede producirse por la remoción de parches de
membrana por medio de un proceso similar a una endocitosis. También puede
ocurrir si las células comparten mayor superficie de contacto a expensas de la
membrana apical. Vale decir, parte de la membrana apical pasaría a ser lateral
generando mayor superficie de contacto. Dado que las células pueden
deformarse y regular su superficie de membrana, el incremento de la fuerza de
adhesión interfacial c-c o c-mec se asocia a un incremento de las superficies de
contacto. Esto se debe a que fuerzas de adhesión muy intensas hacen que las
células se aplasten unas contra otras (este fenómeno se denomina
habitualmente compactación) o contra la mec.

10. 10
b) Los epitelios asientan sobre una lámina basal plana, una especialización de la
matriz extracelular que constituye la interfase de interacción entre tejidos
epiteliales y conectivos (en el adulto) o mesénquima (en el embrión). Se
considera que la membrana basal es más rígida que la célula y sirve también de
asiento o soporte mecánico para el epitelio. Muchos epitelios poseen
diferenciaciones de unión (hemidesmosomas) entre su membrana plasmática
basal y la lámina basal. Nótese que el plegamiento ilustrado en la figura SC 0-2-
1C implica un cambio en la disposición de la membrana basal. Así, es un
requisito teórico que las fuerzas desarrolladas por el citoesqueleto en el seno
del epitelio debe ser mayor que la resistencia de la membrana basal a la
deformación y menor que la fuerza de adhesión intercelular.
También es sabido que la deformación de la lámina basal que acompaña al
plegamiento involucra su remodelación. Teóricamente, este hecho debe hacer
desaparecer la tensión a la que podría estar sometida durante la deformación.
Por todos estos motivos, algunos estudios biofísicos postulan que la fuerza
fundamental que promueve el cambio de forma celular y el plegamiento del
epitelio es fuerza de adhesión interfacial c-c. El incremento de esta fuerza
produciría un aumento de la superficie de contacto intercelular en la región
apical con lo cual el extremo apical de las células se adelgazaría. Como se
señaló, este aumento en la superficie de contacto se haría a expensas de la
membrana apical. Nótese que, si no existiera una fuerza de adhesión interfacial
c-c mayor que la fuerza de contracción generada por la red terminal, los
extremos apicales de las células se despegarían y se obtendría el resultado
mostrado en la figura SC 0-2-1 B.
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SC 0.3. LA DIFERENCIACIÓN CELULAR Y EL CONCEPTO DE PATTERNING.
V. Flores
El término “diferenciación” es frecuentemente usado en la literatura para aludir
a fenómenos que corresponden a diferentes niveles de organización (celular,
tisular, orgánico e incluso de aparato sistema). Así, por ejemplo son comunes

11. 11
expresiones tales como “diferenciación del hepatocito”, “diferenciación
hepática”, “diferenciación del tubo digestivo” o “diferenciación del aparato
digestivo”.
Desde el punto de vista de la biología celular y molecular, el uso del término en
sentido amplio es un tanto impreciso ya que una explicación detallada debería
llevar, en todos los casos, al nivel celular. Vale decir, a explicaciones acerca de
cómo la expresión selectiva de proteínas específicas de tipo celular lleva a la
aparición de los diferentes tipos celulares terminalmente diferenciados. Así, la
cuestión quedaría siempre planteada en términos de diferenciación celular o
citodiferenciación, y el resultado final sería la descripción de modos
particulares, para cada tipo celular, de expresión del genoma y de cómo tal
expresión se expresa en el fenotipo de cada tipo celular. Este modo de concebir
la diferenciación, sin embargo, no explica fenómenos correspondientes a
niveles de organización supracelulares.
La visión descrita sería insuficiente para comprender cómo las células
musculares y las mesenquimáticas interactúan y forman diferentes tipos de
tejidos musculares esqueléticos y también diferentes tipos de músculos
esqueléticos.
Si el interés fuera analizar el desarrollo del tejido muscular o, más aún, el
desarrollo interactivo entre tejidos conectivos y tejidos musculares de modo
que ambos durante el desarrollo se organicen en un músculo en particular,
deberían considerarse fenómenos adicionales en los que los elementos
informativos no radican sólo en las células musculares sino en el mesénquima,
los vasos, los nervios, etcétera.
Analicemos en detalle este ejemplo. Una descripción genérica de la
diferenciación de la célula muscular esquelética, por completa que fuera, no
explicaría fenómenos del nivel de organización tisular como por ejemplo la
existencia de varios tipos diferentes de tejidos musculares esqueléticos con
diferentes proporciones de fibras rápidas y lentas, diferente tamaño celular,
diferente orientación espacial, diferente número de núcleos y de placas
mioneurales y diferentes modos de relacionarse con los otros tejidos. Tampoco
explicaría fenómenos correspondientes al nivel de organización orgánico. Cada
músculo posee un nombre propio debido a que es un órgano en particular
definido no sólo por ubicación en relación con el esqueleto y sus inserciones
óseas sino también por el modo como se integran los tejidos muscular y
esquelético, los varios diferentes tipos de tejidos conectivos (aponeurosis,
perimisios, endomisio, etc.), vasos, nervios, tipos de inervación, tamaño de las
unidades motoras, los tipos de alfamotoneuronas que las inervan, los tipos de

12. 12
fibras del sistema gamma que recibe, etc. Todas las características mencionadas
son esenciales con respecto a la caracterización de cada músculo como entidad
biológica.
Este último planteo, en última instancia, alude al modo como se regula la
organización en el espacio, a procesos de determinación, de diferenciación,
proliferación, etc. de tejidos que desarrollan conjuntamente y se ensamblan en
el espacio exhibiendo un patrón de organización peculiar que lo distingue de
otros órganos formados por los mismos tipos celulares pero que constituyen
entidades biológicas diferentes.
Este último fenómeno que no se reduce sólo a la citodiferenciación sino a su
organización espacial se denomina, en la literatura inglesa, “patterning”.
Adoptamos este término debido a su amplia difusión en trabajos científicos.
La esencia del concepto de patterning se advierte cuando se comparan
entidades biológicas integradas con los mismos tipos y subtipos celulares, los
mismos tejidos, etc., pero que son diferentes debido a que los tejidos y células
que los componen tienen distintas proporciones, distintos números y distintas
disposiciones espaciales. Compárense los dedos de la mano entre sí,
compárense manos y pies o, mejor, compárense los mismos elementos
anatómicos del lado derecho con los del lado izquierdo y se advertirá que la
citodiferenciación no explica dichas diferencias. Con el objeto de identificar,
analizar y realizar la experimentación apropiada para explicar dichas
diferencias espaciales se utiliza la noción de patterning. Así, esta noción alude
al modo como los mismos CCD y CMD se organizan en espacio y tiempo y
conducen a diferentes estructuras cuyas células sufren procesos de
citodiferenciación básicos similares.
El ejemplo que más claramente resalta la cuestión de la organización espacial
de los procesos biológicos es la comparación entre las estructuras corporales
derechas e izquierdas que poseen representación bilateral (compárense dedos
índice derecho e izquierdo). Es claro que en ambos casos se utiliza la misma
información genética, que en ambos casos se trata de células que posen la
misma historia de determinaciones, pero son completamente distintos ya que se
estructuraron con polaridades diferentemente orientadas en el espacio.
Tanto es así que las células que forman el “dedo derecho” podrían formar el
“dedo izquierdo” si estuvieran en una posición diferente en el sistema de
referencia establecido por las polaridades que operan durante el desarrollo.
Este ejemplo ilustra con claridad que se trata de “el mismo fenómeno
diferentemente estructurado en el espacio”. Las diferencias mencionadas se

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describen en términos de diferencias en una propiedad de las células en
desarrollo denominada información posicional o información de posición.
Fenómenos de este tipo son de naturaleza eminentemente epigénética pues
requiere recurrir a información que no es intrínseca de las células sino que está
establecida como un sistema de referencia espacial que organiza la operación
de CCD. Tal entidad informativa que está plasmada en el espacio en el que las
células ejecutan sus CCD ha sido clásicamente denominada “patrón” (“pattern”
en la literatura inglesa). Se trata de fenómenos de señalización celular
espacialmente organizados (SC 3.4. Concepto de campo morfogenético). El
concepto de patrón, en su formulación más simple, alude a una entidad
informativa cuya función de desarrollo es la organización espacial del proceso
de diferenciación celular. En un sentido más amplio alude también a la
organización espacial de CCD. El concepto de patterning alude al modo como
tal entidad informativa se “traduce” en una entidad con patrón estructural
definido.
Bibliografía
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SC 0.4. LA ORGANIZACIÓN JERÁRQUICA DE LAS VÍAS EVOLUTIVAS EN
EL PROGRAMA DE DESARROLLO. EL ÁRBOL DE DETERMINACIONES. V.
Flores
La CH origina por mitosis todas las células del organismo. En los vertebrados
"superiores" los individuos terminalmente desarrollados poseen alrededor de
doscientos tipos celulares distintos. La CH posee entonces la capacidad de
originar células que durante el desarrollo van haciéndose diferentes unas de
otras.
En los mamíferos, la CH y las blastómeras (hasta el E8c) poseen la capacidad de
originar todos los tipos celulares. La aparición, a lo largo del desarrollo, de
diferentes tipos celulares implica que existen varias formas posibles de
evolución a partir de la CH. A cada una de las diversas formas posibles de
evolución se denomina vía evolutiva.

14. 14
Cada vía evolutiva constituye una modalidad particular de expresión del
programa de desarrollo ejecutada por una estirpe celular en particular. Todas
las células de un organismo poseen la información genética correspondiente al
programa global de desarrollo, pero ninguna estirpe celular expresa al mismo
tiempo el programa de desarrollo global sino un módulo de expresión del
genoma en particular. Así, la información que utiliza cada célula corresponde
sólo a un pequeño porcentaje del genoma. Si bien es difícil estimar, ya que
varía en diferentes especies, algunas estimaciones indican que en la especie
humana, en promedio, cada célula expresa menos del 5% de la información
global del genoma.
Se designa con el nombre de potencialidad o potencia evolutiva (PE), o
simplemente potencia, al conjunto de todas las formas posibles de evolución
que podría exhibir una población celular a partir de un cierto estado del
desarrollo cuando es puesta en diversas condiciones de desarrollo (SC 0.5. El
concepto de determinación. Potencia y significado evolutivos). La PE de una
población celular no alude sólo a los distintos tipos celulares que puede generar
durante el desarrollo. Incluye también a todas las formas posibles de evolución
que podría exhibir (todos los diferentes tipos celulares que podría originar) en
diferentes condiciones de desarrollo. Alude entonces a todas las diversas
formas de expresión del programa de desarrollo que la población celular tiene
habilitada.
El conjunto particular de vías de desarrollo que una población celular exhibe (el
conjunto de tipos celulares que origina) durante el desarrollo normal (que en
general constituye sólo una parte de su petencia) se denomina significado
evolutivo o también destino evolutivo. Existen CMD que se ejecutan
interactivactivamente por medio de los cuales subconjuntos particulares de
células ingresan, en momentos definidos del desarrollo, en diferentes vías
evolutivas (SC 0.6. Concepto de acción celular determinante (A c-c D)) y
progresan a través de ellas diferenciándose unas de otras (SC 0.8. El perfil
evolutivo del grado de diferenciación celular. El papel de las acciones celulares
permisivas). Estos procesos constituyen reprogramaciones o reseteos del
programa de desarrollo por medio de los cuales se habilita una modalidad de
expresión en particular y quedan irreversiblemente inhabilitadas las otras.
La organización de vías evolutivas del programa de desarrollo
Las vías evolutivas que componen la PE de una población celular no son
independientes entre sí. Con el objeto de ilustrar este concepto imaginemos
una especie hipotética que posee 8 tipos celulares que se generan por medio
de 8 modalidades diferentes e independientes de expresión del programa de

15. 15
desarrollo. La independencia de las vías evolutivas estaría representada
gráficamente en la figura SC 0-4-1. Existirían 8 modos diferentes de evolución
(1 a 8) por medio de los cuales se generarían los tipos celulares, A a H, a partir
de la CH. Ninguna vía estaría influida por las otras y las células no tendrían
ningún tipo de vínculo entre sí. En una CH hipotética así organizada todos los
módulos de expresión del programa podrían estar habilitados desde el estado
inicial, cada tipo o grupo de células podría ejecutar uno de ellos, todos los tipos
celulares tendrían como única relación de parentesco (genealogía) su
descendencia de la CH; los diversos tipos celulares podrían determinarse
temprana y simultáneamente y sin la intervención de fenómenos epigenéticos
o interactivos.
Fig. SC 0-4-1. Representación esquemática de las 8 vías evolutivas (1 a 8)
independientes, en un organismo pluricelular hipotético que posea 8 tipos
celulares diferentes (A a H) no vinculados entre sí. Todos los tipos celulares
estarían determinados desde el principio del desarrollo.
No disponemos de información que indique que los programas de desarrollo
de organismos superiores y las vías evolutivas que lo integran estén
organizados como ilustra la figura SC 0-4-1. Los programas de desarrollo están
organizados de modo que las características del fenotipo se elaboran de lo
general a lo particular y ello hace que las diferentes vías evolutivas se vinculen
entre sí como en una estructura jerárquica de categorías en las que unas quedan
incluidas en, o derivan de, otras.
Analicemos gráficamente este concepto. Consideremos, como en el ejemplo
anterior, un organismo hipotético en cuyo estado de diferenciación terminal
existen ocho tipos celulares diferentes (A a H) (Fig. SC 0-4-2). La CH, dado su
carácter de estado inicial del desarrollo, no origina directamente los tipos

16. 16
celulares mencionados, sino que se comporta como precursora de poblaciones
con escaso grado de determinación que, a su vez, son precursoras de otras cuyo
grado de determinación aumenta en función del progreso del desarrollo. Así, el
desarrollo implica la aparición, en forma sucesiva, de poblaciones celulares
precursoras de otras que tienen cada vez mayor grado de determinación.
El gráfico muestra que la CH sólo origina a una población 1 que posee toda la
potencia del sistema (a-h). Vale decir no ha experimentado determinación o
disminución de su potencia. La población 1, a su vez, es precursora de las
poblaciones 2 y 3, pero la generación de estas dos poblaciones ya implica una
primera determinación y, en consecuencia, reducción de la potencia de cada
una de ellas. Así, a partir de la población 2 sólo se pueden seguir vías evolutivas
que conduzcan a la generación de células del tipo A a D. La población celular 2
redujo su potencia pues ya no es capaz de originar células del tipo E a H. Éstas, a
su vez, caen dentro de la potencia de la población 3 que ya no puede originar
células del tipo A a D.
En el organismo hipotético descrito se podrán definir tantas vías evolutivas de
citodiferenciación como tipos celulares posea el individuo adulto. Nótese que
ellas se organizan en un árbol de bifurcaciones. Las diversas secuencias de tipos
celulares identificables a lo largo del desarrollo de dicho organismo constituyen
cada una de las diversas vías evolutivas incluidas en su programa de desarrollo
(Fig. SC 0-4-3-A).

17. 17
Fig. SC 0-4-2. A. Representación esquemática del modo como se organizan las
ocho vías evolutivas que existirían en un organismo pluricelular hipotético que
posee ocho tipos celulares diferentes (A-H). B. Representacion esquemática 3D
del mismo proceso ilustrado en A. En este caso se representa que en cada
tiempo tx (planos verticales) se produce bruscamente una disminución de la
potencia evolutiva. En los períodos representados por planos horizontales no se
modifica la potencia sino que corresponde a períodos durante los cuales se
producen diferenciaciones parciales entre dos eventos determinantes
sucesivos. Recuérdese que cada diferenciación parcial incluye la adquisición de
nuevas competencias para la próxima acción determinante. Las vías evolutivas
se encuentran relacionadas entre sí y las poblaciones celulares definitivas se
hallan subordinadas a poblaciones celulares precursoras de las que derivan. Los
números representan las diferentes poblaciones celulares identificables a lo
largo del desarrollo y las letras minúsculas representan el rango de tipos
celulares diferentes que cada una puede originar.

18. 18
Fig. SC 0-4-3. A. Representación de las secuencias de tipos celulares
identificables durante el desarrollo que definen a las vías evolutivas
representadas en la Figura 2. B. Grados de "parentesco" entre los diversos tipos
celulares del estado adulto. Todas ellas comparten parte de su historia
ontogénica debido a que las vías evolutivas derivan unas de otras. En recuadro
se indica qué parte de su evolución comparten las células tipo B, C y E con las
tipo A.
Puede observarse en la figura SC 0-4-2 y en el gráfico 3.B, que algunos tipos
celulares, A y B, por ejemplo, comparten parte importante de su historia
ontogénica. Ello implica que han experimentado una historia similar de
determinaciones hasta el momento en el que se han separado del tronco común
de antecesores. Los tipos celulares A y C, sin embargo, poseen un origen común
más primitivo y los tipos celulares A y E sólo comparten la etapa inicial del
desarrollo. Sin embargo, todas las estirpes celulares están relacionadas y
ninguna es absolutamente independiente de las otras. En la figura SC 0-4-3-B
se representa en qué medida un tipo celular cualquiera comparte una parte de
su historia ontogénica con otros tipos celulares. El tipo celular A comparte la
mayor parte de su evolución con las células tipo B, un poco menos con las C y
muy poco las células E, F, G o H.
Recomendamos un análisis minucioso de estos gráficos que, aunque teóricos,
ilustran cómo diferentes tipos celulares transitorios aparecen durante el
desarrollo y cómo en forma de bifurcaciones dan origen a otros tipos celulares

19. 19
hasta llegar al estado de diferenciación terminal. El modo como estas
bifurcaciones o derivaciones van surgiendo ilustra el modo como se halla
estructurado el programa de desarrollo embrionario y como el mismo se va
expresando, gradualmente, en función del tiempo y de interacciones
epigenéticas entre los elementos que van surgiendo durante el propio
desarrollo.
Bibliografía
Flores V. 2000. SBD6. Interacciones determinantes y permisivas. Determinación
y diferenciación celular.
SC 0.5. EL CONCEPTO DE DETERMINACIÓN. POTENCIA Y SIGNIFICADO
EVOLUTIVOS. V. Flores
La noción de determinación celular alude al proceso por medio del cual una
población celular en desarrollo ingresa, en forma irreversible, en una, o un
conjunto de, vías evolutivas incluidas en su potencia evolutiva previa. Dado el
carácter irreversible del fenómeno, el ingreso en (“elección de”) una vía
evolutiva implica la imposibilidad de seguir, de ahí en más, otras vías evolutivas
para las cuales la población celular estaba previamente habilitada. La
determinación tiene como base molecular una reprogramación irreversible del
programa de desarrollo por el cual a) se habilita una de las formas o
modalidades de expresión (módulo de ejecución) de este, correspondiente a
una vía evolutiva de citodiferenciación, y, simultáneamente, b) se inhabilitan
irreversiblemente las otras formas de expresión que hasta dicho momento eran
potencialmente expresables. En consecuencia, la determinación implica una
restricción de la potencia evolutiva de la población celular.
El error más frecuente referido al concepto de determinación es suponer que,
dado que significa el ingreso en una vía evolutiva, implica la adquisición de una
nueva capacidad o potencia evolutiva cuando, en realidad el concepto alude a
pérdida de potencia.
El término determinación se utiliza también con la acepción de estado. En este
sentido, se intenta significar que la determinación es el estado adquirido luego
de una acción determinante (SC 0.6. Concepto de acción celular determinante
(A c-c D)). El estado anterior al de una acción determinante se denomina estado
plástico, no determinado o regulable y el estado ulterior se denomina estado
determinado.
El análisis del comportamiento de una población celular en estado plástico, no
determinado o regulable permite comprender la noción de potencia.

20. 20
Considérese un sistema de desarrollo plástico hipotético, simple, constituido
por una población celular homogénea AB a partir de la cual se generan dos
regiones diferentes constituidas por dos tipos celulares distintos A y B. (Fig. SC
0-5-1, A).
Fig. SC 0-5-1. Representaciones esquemáticas simplificadas de los conceptos de
organización en mosaico y de regulación. A. Ilustra el desarrollo normal con la
formación de heterogeneidades regionales (zonas A y B) a partir de un sistema
inicialmente homogéneo. B. Ilustra dos resultados posibles de la extipación de
parte del sistema de desarrollo inicial. En el caso de la organización en mosaico
o determinada (B1), la eliminación de parte del sistema lleva a la formación de
un individuo incompleto. En el caso de la organización plástica o
indeterminada (B2) se forma un individuo de menor tamaño pero completo y
armónico. La plasticidad o indeterminación de las células hace que la
eliminación de algunas de ellas no produzca una falla del desarrollo pues son
reemplazadas por otras.
Supóngase que por medio de experimentos de marcación celular se identifican,
en la población inicial AB, las células que originarán a la región A (formada por
células A) y las células que formarán a la región B (formada por células B).
Supóngase que experimentalmente se elimina de la población inicial AB el
subconjunto de células que normalmente origina a la población celular A, vale
decir, aquellas cuyo significado o destino evolutivo es formar la región A.
Supóngase que se deja evolucionar al resto de las células AB del sistema y que,

21. 21
pese al déficit producido en el sistema, se generan los dos tipos celulares (A y B)
que el sistema normalmente origina.
El resultado experimental indica que las células remanentes, destinadas
normalmente a originar sólo células tipo B, son también capaces de originar a las
células A. Este resultado se interpreta considerando que algunas de las células
destinadas a formar células tipo B modifican su significado de desarrollo y
suplen el déficit producido por eliminación de una parte del sistema. Vale decir,
algunas de las células ingresan a una vía evolutiva distinta de aquella en la que
ingresarían en condiciones normales. Este hecho indica que las células AB del
estado original que originan células B no están determinadas a formar dicho tipo
celular sino que también tienen la capacidad de originar células A. Ello indica
que no se hallan determinadas en sentido B sino en un estado plástico que
posibilita expresar la capacidad de regular el déficit de células A.
Esto equivale a afirmar que las células AB tienen, durante cierto tiempo
(período no determinado o plástico), una capacidad de originar derivados
mayor que la que efectivamente expresan en condiciones normales. A este
conjunto de posibilidades de desarrollo, ya sea que lo expresen o no, se
denomina potencia o potencialidad evolutiva.
Por otro lado, se denomina destino o significado evolutivo a aquella posibilidad
(del conjunto de posibilidades que define la potencia) que efectivamente se
expresa en condiciones normales, vale decir, si no se produce ninguna
perturbación del desarrollo.
El hecho de que, en condiciones normales, las poblaciones celulares no
determinadas se determinen e ingresen en vías evolutivas que efectivamente
coinciden con su significado evolutivo, resulta del hecho de que todas las
poblaciones celulares embrionarias presentes, en cualquier momento, son el
resultado de programaciones en paralelo que hace que las poblaciones
celulares potencialmente interactuantes se hallen en el momento y lugar
adecuados de modo que tales interacciones efectivamente se produzcan.
Las fallas del desarrollo que producen asincronías temporales o fallas de
posición impiden las interacciones, y el desarrollo de la estructura en cuestión
se detiene. Si, por ejemplo, la interacción es necesaria para la formación de un
órgano, dicho órgano no se formará (agenesia).
Así, en condiciones normales, cuando las poblaciones celulares embrionarias se
determinan, restringen su potencia a aquellas capacidades de desarrollo para las
cuales están normalmente destinadas, vale decir, restringen su potencia al

22. 22
significado evolutivo que poseen en el estado inmediato previo a su
determinación.
Bibliografía
Harrison R G. (1933) Some difficulties of the determination problem. Am Nat.
67:306-21.
Weaver RF, Hedrick PW. (1992). Genetics. 2nd Edition. Dubuque, IA: W. C.
Brown,
SC 0.6. CONCEPTO DE ACCIÓN CELULAR DETERMINANTE (A C-C D). V.
Flores
Existen varios tipos diferentes de Int c-c tomando en consideración sus efectos
de desarrollo. El rol de desarrollo de las A c-c D es la producción de
determinaciones. Preferimos la designación “acción” en lugar del término
“interacción” ya que en estos casos el efecto específico (reprogramación del
programa de desarrollo e ingreso a una vía evolutiva) ocurre en sólo una de las
poblaciones (SC 0.7. Poblaciones celulares determinantes (pcD) y poblaciones
celulares competentes (pcC)). Ello no obstante, en general se designa a este
fenómeno como interacción, ya que la población que recibe la acción también
tiene un papel activo resultante de la posesión de una capacidad de reacción
específica denominada “potencia reactiva” o “competencia”.
El sentido de desarrollo de la A c-c D es producir restricciones en la potencia
evolutiva de la población celular competente. Desde este punto de vista, la
población que ejerce la acción (denominada población determinante) no se
modifica. Como consecuencia de la acción de la población determinante, las
células de la población competente ingresan a sólo una (o algunas) de las vías
para las cuales las células se encontraban previamente destinadas. En la
literatura a este tipo de fenómenos se lo denomina clásicamente inducción o,
más recientemente, interacciones directivas, directrices o instructivas. Dado que
su efecto es determinante, las designaremos con dicho término.
Durante la embriogénesis temprana se producen dos determinaciones cuyo
análisis es útil para ilustrar características generales de los procesos de
determinación:
a) Las determinaciones se hallan ordenadas en secuencias típicas ya que cada
una de ellas…
b) corresponde típicamente a uno de los sucesivos estados del desarrollo.
c) Cada uno de los eventos de determinación constituye una forma de resolver,
en distintos momentos del desarrollo, un mismo problema: la generación de

23. 23
diversidad celular (formación de diferentes tipos celulares) en el seno de
poblaciones celulares previamente homogéneas.
La primera determinación. Durante la embriogénesis temprana de los
mamíferos, las blastómeras retienen, por un tiempo, la potencia citogenética
original de la CH. En la figura SC 0-6-1 A representamos dicho período de
tiempo con el vector cuyo punto de origen corresponde a t0 (inicio del
desarrollo). Durante dicho período, todas las blastómeras tienen capacidad
para originar células embrioblásticas o Mci y células trofoblásticas o Mce, por lo
cual son equipotentes entre sí y tambien equipotentes respecto de la CH (pot
CH = potencia de las blastómeras no determinadas = [pot Mci + pot Mce]).
En la figura SC 0-6-1 B se ilustra que, llegado el momento de la primera
determinación t1 (entre los E8c y E16c), alguna(s) señal(es) determinante(s)
(sD1) instalan la primera determinación. Las células del Mci pierden la potencia
del Mce y se determinan en células embrioblásticas. Recíprocamente, un poco
después, las del Mce pierden la potencia del Mci y se determinan en
trofoblásticas. Nótese que la respuesta de las blastómeras internas es ingresar a
una de las dos vías evolutivas posibles representadas por la bifurcación del
vector (representadas en líneas de puntos en la figura SC 0-6-1 B) a partir del t1.
La determinación en Mci implica el acceso a la vía evolutiva del embrioblasto
(representada en línea llena en la figura SC 0-6-1 C) y la pérdida de la vía
evolutiva que corresponde al trofoblasto (línea de puntos).
Como consecuencia de esta primera determinación el sistema se convierte en
heterogéneo; está compuesta ahora por dos poblaciones celulares
diferentemente determinadas. A esta situación se ha dado en llamar sistema
“en mosaico” pues el sistema posee regiones con diferente potencia evolutiva.
Fig. SC 0-6-1. Representación esquemática que ilustra el proceso de elección de
tipo celular correspondiente al primer proceso de determinación.
Cualquier molécula o conjuntos de moléculas que posean un efecto de
desarrollo como el descrito merecería la designación de señal o entorno
determinante (sD). Una sD hace que las células con capacidad para responder a

24. 24
ella se comporten como si "optaran" o “decidieran” por una de dos "opciones"
de desarrollo. De ahí el nombre de “determinación”, un término
antropomórfico que alude a “toma de decisión”.
Típicamente las sD operan en momentos en que una vía evolutiva se bifurca en
otras dos, vale decir, en un momento en el que una población celular
embrionaria se halla en un estado tal que las habilita a ingresar a cualquiera de
ambas vías. En otros términos, las sD actúan, operan, en momentos en los que
las poblaciones celulares en desarrollo poseen una programación tal que las
habilita a experimentar cualquiera de dos modos diferentes de reprogramación
que pueden depender de la presencia de dos sD diferentes o de la presencia o
ausencia de una cierta sD.
Dado que las sD actúan como si dirigieran el programa de desarrollo hacia una
de dos formas posibles de operación reciben también el nombre de directivas o
directrices y, dado que las células se comportan como si recibieran la instrucción
de seguir, una de ellas recibe el nombre de instructivas. Como se ve, el uso de
metáforas con la intención de simbolizar una idea en particular es bastante
habitual.
Siguiendo con el ejemplo de la figura SC 0-6-1 C, luego de producida la primera
determinación debido a la acción de la sD1 que operó en t1, el sistema de
desarrollo deja de ser homogéneo –integrado por células equipotentes‒ y pasa
a constituir un mosaico integrado por dos poblaciones diferentemente
determinadas y, en consecuencia, con diferente potencia. Los dos vectores
divergentes que tienen su origen en t1 nuevamente representan la evolución de
las poblaciones Mci y Mce durante un tiempo en el cual no se modifica la
potencia evolutiva de estas. Lo relevante en este caso es la evolución del Mci.
La segunda determinación. Un análisis de la segunda determinación muestra
que se trata de un fenómeno conceptualmente similar a la primera. La
evolución del embrioblasto revela que sus células, durante un cierto período de
tiempo, se comportan como una población celular homogénea; vale decir,
equipotentes desde el punto de vista citogenético. En la figura SC 0-6-2 dicho
período de tiempo transcurre entre t1 y t2. Durante ese intervalo la
potencialidad evolutiva de las células del embrioblasto permanece sin cambios.
Sin embargo, llegado un cierto estado del desarrollo, en t2, nuevas señales
determinantes (sD2) producen una nueva determinación. Las células del
embrioblasto ubicadas cercanas al trofoblasto, se determinan en epiblasto e
ingresan a una vía evolutiva que conduce a originar estructuras embrionarias y
anexos del embrión. Las que están ubicadas bordeando la cavidad del
blastocisto, pierden la potencia correspondiente al epiblasto, se determinan en

25. 25
hipoblasto y acceden a una vía evolutiva que conduce a originar estructuras
vestigiales transitorias.
Fig. SC 0-6-2. A. Representación gráfica de la primera y segunda
determinaciones. Las letras mayúsculas designan las vías evolutivas. B:
blastómeras; E: embrioblasto (E), trofoblasto (T), epiblasto (Epi) e hipoblasto
(Hipo). sD1 y sD2: señales determinantes 1 y 2. B. Representación 3D del mismo
proceso que ilustra la evolución de la potencia evolutiva. Los planos
horizontales representan períodos entre determinaciones sucesivas. Durante
dichos períodos no se modifica la potencia y las células se hallan en entornos
permisivos que permiten fases sucesivas de diferenciación parcial. Los planos
verticales significan períodos breves de tiempo (“instantáneos”) durante los
cuales se producen reprogramaciones rápidas e irreversibles del epigenoma

26. 26
que llevan a la adquisición de determinación y elección de tipo celular. Estos
fenómenos se producen en entornos determinantes que duración muy breve.
Así, nuevamente, un sistema de desarrollo homogéneo con células
equipotentes, el Mci, se transforma en un sistema heterogéneo compuesto por
dos poblaciones celulares diferentemente determinadas y con diferente
potencia. Como en el caso de la primera determinación, las dos poblaciones
celulares resultantes poseen sólo una parte de la potencia del MCI; vale decir,
ocurrió una segunda restricción de la potencia.
Bibliografía
Dietrich JE, Hiiragi T. (2007). Stochastic patterning in the mouse
preimplantation embryo. Development. 134:4219-31.
Boyer LA, Lee TI, Cole MF, Johnstone SE, Levine SS, Zucker JP, Guenther MG,
Kumar RM, Murray HL, Jenner RG, Gifford DK, Melton DA, Jaenisch R, Young
RA. (2005). Core transcriptional regulatory circuitry in human embryonic stem
cells. Cell. 122: 947-56.
Chazaud C, Yamanaka Y, Pawson T, Rossant J. (2006). Early lineage segregation
between epiblast and primitive endoderm in mouse blastocysts through the
Grb2-MAPK pathway. Dev Cell. 10: 615-24.
SC 0.7. POBLACIONES CELULARES DETERMINANTES (PCD) Y
POBLACIONES CELULARES COMPETENTES (PCC). V. Flores
Las ideas generales planteadas en relación con los dos primeros procesos de
determinación que ocurren durante el desarrollo (SC 0.6. Concepto de acción
celular determinante (A c-c D)) poseen validez general desde el punto de vista
de la citogénesis. Sin embargo, cada acción celular determinante (Ac-cD) y cada
caso concreto de determinación posee características particulares, un sentido
de desarrollo específico y contribuye de modo diferente a la elaboración del
patterning ya que este fenómeno procede de lo general a lo particular (primero
se instalan los aspectos organizativos básicos y luego se agregan los detalles).
Es este un aspecto importante en la génesis de la complejidad supracelular (SC
0.3. La diferenciación celular y el concepto de patterning).
Las dos primeras determinaciones poseen diferencias con otros casos de
determinación. La operación de las A c-c D ajusta al esquema de la teoría de la
información en la que toda comunicación requiere la operación de al menos
tres elementos: Emisor-Señal-Receptor (Fig. SC 0-7-1). Conceptualmente, la A c-
c D requiere, en general, la actuación de dos poblaciones celulares: una
población celular determinante (pcD) (inductora, directriz, directiva o
instructiva) emisora de una señal determinante (sD) y una población celular

27. 27
competente (pcC) receptora de la sD. En la mayoría de los procesos de
determinación conocidos es posible identificar ambas poblaciones celulares,
aun cuando la señal no sea identificada.
El término competencia o potencia reactiva, aplicado para designar la
propiedad de la pcC (receptora de la sD) alude a la capacidad de: a) detectar la
sD, b) iniciar una vía de señalización intracelular que tenga como blanco el ADN
y c) responder a ella realizando un reseteo irreversible de su programa de
desarrollo habilitando uno de los modos de expresión del programa e
inhabilitanto otros. Este hecho hace que la pcC ingrese a alguna(s) de las vías
evolutivas para las cuales estaba previamente destinada, en otros términos,
adquiriendo un nuevo estado que implica la aparición de una nueva población
celular que contribuye al incremento de la complejidad del sistema.
La contribución al incremento de la complejidad alude a a) la aparición de una
nueva población celular y b) la posibilidad de ocurrencia de nuevas Int c-c.
Nótese que todas las poblaciones celulares embrionarias se comportan como
emisoras y receptoras de señales y producen efectos de desarrollo sobre las
restantes. En consecuencia, cada A c–c D, al generar nuevos tipos celulares,
genera las condiciones para una mayor riqueza de interacciones; las necesarias
para la prosecución del desarrollo y para la ocurrencia de nuevas A c-c D que
llevan a la formación de más tipos celulares. Este hecho se ilustra en la Figura
SC 0-7-1.
La razón por la que todas estas “acciones” de unas células sobre otras se
denominan “interacciones” es que habitualmente no se trata de acciones
aisladas de unas sobre otras sino sucesiones de acciones en las que los roles de
emisor y receptor se invierten a menudo. Muchos ejemplos de Int c-c
exhaustivamente estudiados así lo indican.
Nótese que las pcD y pcC que participan de una A c-c D constituyen un par de
poblaciones recíprocamente específicas desde el punto de vista de la
interacción. No puede aludirse a una población celular como “determinante” o
“competente” a secas. Para que la expresión tenga sentido debe también
incluirse el otro elemento participante de la interacción. Esto es así debido a
que, habitualmente, una población celular posee rol de determinante para con
una cierta población en particular y no para otras. Por otro lado, una población
celular que cumple rol determinante en una interacción, puede cumplir rol
competente en otra.

28. 28
Debido a estos hechos, tanto para aludir a fenómenos de determinación, como
también para los roles de las poblaciones que participan deben agregarse
especificaciones que den sentido al enunciado.
Nótese que el sentido biológico de los fenómenos de determinación resulta del
hecho de que cada restricción de la potencia, sufrida en relación con ellas,
elimina parte de la potencia de desarrollo de la población competente y que la
parte eliminada es aquella que no coincide con el destino o significado evolutivo
de la población. Dado el carácter irreversible de las determinaciones, ello
garantiza que las células competentes, pese a que pueden tener una potencia
amplia, no ingresen en cualquier vía evolutiva sino, específicamente, a aquella
que tiene sentido biológico dentro del marco de referencia temporoespacial en
el que se encuentra la población celular que se determina.
En mamíferos, con excepción de los dos primeros eventos de determinación, en
muchos ejemplos conocidos de A c-c D se trata de dos poblaciones celulares
pertenecientes al embrión. En las dos primeras determinaciones restringimos el
planteo a la operación de una sD y la existencia de una pcC. Sin embargo, no es
descabellado suponer que alguna(s) molécula(s) presente(s) en el entorno
sea(n) aportada(s) al mismo por alguna población celular aún no identificada.
Fig. SC 0-7-1. Representación gráfica del modo como se produce una A c-c D y
de sus efectos inmediatos y mediatos (véase descripción en el texto
Bibliografía
Flores V. (2000). SBD6. Interacciones determinantes y permisivas.
Determinación y diferenciación celular.
SC 0.8. EL PERFIL EVOLUTIVO DEL GRADO DE DIFERENCIACIÓN
CELULAR. EL PAPEL DE LAS ACCIONES CELULARES PERMISIVAS. V. Flores

29. 29
El perfil de los gráficos que ilustran la evolución de la potencia evolutiva
citogenética y del grado de determinación a lo largo de la evolución de un
linaje celular puede causar la impresión de que el desarrollo progresa a "saltos"
(SC Evolución de la potencia citogenética y del grado de determinación
durante el desarrollo. La determinación progresiva de tipos celulares). Ello se
debe a que los cambios que se pretenden graficar no corresponden a una
variable cuantitativa sino a cambios en un carácter o cualidad (cambios
cualitativos) en función del progreso del desarrollo. En efecto, la determinación
introduce un cambio de estado, irreversible, en una población celular en
desarrollo. Por otro lado, también se debe a que, aunque los fenómenos de
determinación son cambios muy significativos, pueden ser considerados
"puntuales" (o de muy corta duración) en comparación con el tiempo que dura
el desarrollo total de cualquier mamífero.
En general, otros fenómenos del desarrollo evolucionan más gradualmente.
Ello se debe a que la mayor parte de los cambios observables durante el
desarrollo son de carácter estructural y éstos, en general, toman tiempo debido
a que a menudo implican cambios en la expresión de varios conjuntos de
macromoléculas y, a continuación, aparecen las manifestaciones estructurales
de sus efectos.
La determinación, sin embargo, introduce un cambio eminentemente
informativo consistente en una reprogramación o reseteo epigenético del
programa de desarrollo. No involucra cambios estructurales –salvo los que
ocurren en la organización molecular de la cromatina‒ por lo que no se detecta
estructuralmente. Se trata de un cambio de estado que modifica la potencia de
desarrollo y este cambio no ese observable más que en términos de cambios en
la forma de evolución futura. Cambios en las formas posibles de desarrollo que
exhibe una población celular antes y después del momento en el que se
supone ha ocurrido una A c-c D.
Durante la determinación se habilitaría, para su expresión ulterior, una parte de
la información genética: aquella que se utilizará en las etapas siguientes
inmediatas. En la etapa siguiente tal información se expresa en los diversos
niveles de organización en los que se estructura el fenotipo. Es entonces
cuando empiezan a aparecer cambios moleculares, funcionales,
ultraestructurales y finalmente estructurales. Estos cambios sí pueden ser
tipificados como correspondientes al proceso denominado “diferenciación
celular”.
Acciones celulares permisivas (A C-C P). Existen suficientes datos
experimentales para suponer que, en general, luego de una A c-c D se

30. 30
requieren otras Int c-c que permiten que la población celular determinada
exprese la información genética habilitada en respuesta a la sD y,
efectivamente, transite la vía evolutiva seleccionada. Estas Int c-c no son
determinantes. No producen restricciones en la potencia. No tienen como
efecto “elegir” vías evolutivas sino progresar o transcurrir a través de vías ya
“elegidas”. El papel de estas otras Int c-c es permitir la expresión de las
características fenotípicas propias de la vía evolutiva seleccionada durante la A
c-c D inmediata anterior. Dado que su función espermitir la expresión del
genotipo seleccionado previamente, se denominan permisivas (A c-c P).
En la figura SC 0-8-1, que ilustra esquemáticamente cómo se estructuran las
vías evolutivas (SC 0.4. La organización jerárquica de las vías evolutivas en el
programa de desarrollo. El árbol de determinaciones), se indican los momentos
típicos en los que operan las A c-c P. Las vías evolutivas se organizan en tramos
parciales sucesivos comprendidos entre dos A c-c D, y las A c-c P, precisamente,
ocurren a lo largo de dichos tramos. Así, cada uno de dichos tramos parciales
de la vía evolutiva está iniciado por una A c-c D a la que le seguen las A c-c- P
correspondientes a dicho tramo de la vía.
Fig. SC 0-8-1. Representación gráfica de los "momentos biológicos" en los que
se producen las A c-c D (flechas rectas) y las A c-c P (fechas quebradas).
(Descripción en el texto).
En el transcurso del tiempo representado por los vectores correspondientes a
los tramos parciales de la vía evolutiva no se modifica la potencia de la
población celular. Pero, gracias a las A c-c P se expresa la información genética
correspondiente a dicho estado y las células van adquiriendo las características
bioquímicas, estructurales, funcionales, etc. típicas de la vía evolutiva

31. 31
considerada. Todos estos cambios juntos, correspondientes a distintos niveles
de organización, constituyen la diferenciación celular.
Así, el proceso global de diferenciación celular a lo largo de una vía evolutiva,
también está integrado como una sucesión de fenómenos de diferenciación
parcial. Dado que el progreso del desarrollo implica determinaciones y
diferenciaciones parciales progresivas, el programa de desarrollo integra una
sucesión ordenada de A c-c D y A c-c P características para cada una de las vías
evolutivas existentes. El carácter autoorganizado y autorreferencial del
programa de desarrollo se manifiesta en el hecho de que en cada uno de los
tramos de determinación y diferenciación parcial se adquieren capacidades
nuevas y, entre tales capacidades, se incluye también la puesta en marcha de
CMyCD que habilitan a las células para nuevas Int c-c. Así, entre las nuevas
características adquiridas por las células durante cada tramo de diferenciación
parcial, están las nuevas capacidades determinantes y competentes necesarias
para las próximas A c-c D y la generación de nuevas sP que medien las futuras A
c-c P que garantizan la prosecución del desarrollo. Así, el carácter
autorreferencial o autoorganizado del programa alude a que la ejecución del
programa de desarrollo incluye también el desarrollo de capacidades que
garantizan su ejecución global.
El progreso del grado de diferenciación celular a lo largo de una vía evolutiva
puede ser ilustrado esquemáticamente con un perfil como el que muestra la
figura SC 0-8-2. En dicho gráfico, el eje “y” representa el incremento en las
características específicas de tipo celular y el eje “x” representa el transcurso del
tiempo "biológico" expresado en términos de momentos específicos (t1, 2…n) en
que ocurren A c-c D. Sobre el eje “y” se presentan los diferentes estados de
diferenciación parcial (EDp1, 2…n) y el estado máximo de diferenciación que
corresponde al estado denominado de diferenciación terminal (EDt) y sus
oscilaciones modulatorias. Sobre el eje x se representan los períodos o
intervalos de tiempo correspondientes a las sucesivas fases de diferenciación
parcial que integran la vía evolutiva completa. Las flechas rectas representan las
sucesivas sD que inician cada uno de los tramos parciales de la vía evolutiva y
las flechas quebradas a las sP que permiten la diferenciación celular.

32. 32
Fig. SC 0-8-2. Representación gráfica del progreso del grado de diferenciación
celular a lo largo de una vía evolutiva. (Descripción en el texto).
El gráfico pretende enfatizar que luego de cada sD ‒que habilita para su
expresión a parte de la información genética‒, la acción de sP permite la
expresión de las características específicas propias del estado de diferenciación
parcial. Vale decir, luego de cada sD se adquiere un mayor grado de
determinación y, a continuación, como consecuencia de sP se logra un mayor
grado de diferenciación parcial. Al final de cada vía evolutiva se logran las
características que definen el estado de diferenciación terminal (SC El concepto
de diferenciación celular. Criterios que definen el grado de diferenciación; SC
Las nociones de diferenciación terminal y parcial. Estabilidad del fenotipo e
irreversibilidad de la determinación). El gráfico muestra también que en el
estado de diferenciación terminal las características específicas de tipo celular
oscilan dependiendo de las señales que las células reciben. Estas señales se
relacionan tanto con sus estados funcionales como también con el
mantenimiento de las características de la diferenciación terminal. Dichas
oscilaciones denominadas genéricamente modulación revelan el carácter
regulado o modulado del estado de diferenciación terminal. No implican
cambios en el estado de diferenciación terminal. Tales oscilaciones
corresponden a todos los niveles de organización de cada célula y resultan de
variaciones en los niveles de expresión de genes de mantenimiento y
específicos de tipo celular, variaciones en las concentraciones de los ARN, de
proteínas estructurales, enzimas, características funcionales y morfológicas.
Bibliografía
Flores V. (2000). SBD6. Interacciones determinantes y permisivas.
Determinación y diferenciación celular.

33. 33
SC 0.9. EL CONCEPTO DE MUERTE CELULAR PROGRAMADA. V. Flores
El concepto de muerte aplicado a las células de especies unicelulares no es
diferente del que se aplica a los individuos de especies más complejas que
poseen niveles de organización superiores al celular. En ambos casos posee el
significado evolutivo de eliminación de los individuos viejos y su reemplazo, en
forma permanente, por individuos jóvenes cuyos fenotipos se elaboran con
versiones nuevas de información genética, lo que aporta a la especie mejores
posibilidades de adaptación y sobrevivencia ante las condiciones
permanentemente cambiantes del medio.
En los organismos pluricelulares se incorporó, en algún momento de la
evolución filogenética, un tipo de muerte celular mediada por CMD propio de
las células del organismo e influido por señales ambientales. Este tipo de
muerte celular constituyó una ventaja adicional para la reproducción, para un
mejor aprovechamiento de los recursos del medioambiente y, en última
instancia, una ventaja filogenética y ontogenética adicional.
En algunas especies pluricelulares, relativamente simples, de reproducción
sexual, que poseen células somáticas y germinales, en el momento en que
nacen las crías, los adultos que se han reproducido mueren en respuesta a
señales provenientes del medio. Estas señales ponen en marcha procesos
biológicos programados que llevan a la muerte celular masiva y a la muerte del
individuo. Nótese que no se trata de una muerte que por hechos accidentales o
patológicos (traumatismos, infecciones, sustancias tóxicas, etc.) acontecen a las
células o a los individuos. Estos fenómenos de muerte celular son
“beneficiosos” para la especie, aunque impliquen la eliminación de los
progenitores, pues garantizan la sobrevivencia de las nuevas versiones que por
mutación se generan en forma continua. Fenómenos de este tipo se han
incorporado en los organismos pluricelulares de modo que muchas células
durante el desarrollo embrionario o posnatal son eliminadas y el resultado
contribuye al desarrollo.
En general, ante una lesión accidental, las células ponen en marcha
mecanismos tendientes a la recuperación de la normalidad y la continuación de
los procesos vitales. Sin embargo, existen fenómenos de muerte celular
(necrosis) que resultan de lesiones accidentales que implican un daño grave del
cual las células no pueden recuperarse. A veces no dan tiempo a que las células
pongan en marcha mecanismos de recuperación ante la lesión, o éstos son
insuficientes y llevan rápidamente a la muerte.

34. 34
Existen también lesiones subletales leves ante las cuales las células ponen en
marcha fenómenos de recuperación ante el daño y se recuperan rápidamente.
Existen, por otro lado, lesiones subletales que generan una situación en la que
la reparación no es adecuada y tiende a prolongarse en el tiempo. En tales
circunstancias, frecuentemente se disparan procesos denominados de muerte
celular. Las células disponen de mecanismos intracelulares por medio de los
cuales se pueden desencadenar fenómenos en cascada que implican la
activación de las proteínas caspasas, que llevan a la degradación del ADN y
terminan en la muerte celular. Este tipo de muerte celular, ejecutado por la
activación de un conjunto de procesos internos de las células, se denomina
apoptosis.
A lo largo de la evolución filogenética, este tipo de muerte celular ha sido
incorporada al programa de desarrollo, y tiene muchos efectos de desarrollo.
En estos casos, la muerte está programada y su propia designación de “muerte
celular programada” denota dicha situación. Durante el desarrollo, la muerte
programada es consecuencia de la activación de vías de señalización. En los
organismos pluricelulares más evolucionados, este tipo de muerte celular se
halla finamente regulada y se ha constituido en un CCD con resultados
específicos. Tanto es así que en el caso de muchos órganos la falta de una
regulación apropiada de la muerte celular, vale decir su exceso o su defecto,
conduce a malformaciones congénitas.
La muerte celular programada que ocurre durante el desarrollo embrionario,
como otros CCD, depende de procesos de señalización celular
temporoespacialmente organizados. Así, algunas células embrionarias pueden
sobrevivir o ingresar a la vía de la muerte celular programada; eso depende de
la las señales de su entorno y, específicamente, de factores de crecimiento
(señales de vida), señales de muerte o, también, de la ausencia de las señales de
vida o factores tróficos apropiados.
En el área de la biología del desarrollo, la designación de muerte celular
programada surgió de la siguiente secuencia de hechos: a) algunas poblaciones
celulares identificadas, que ocupan regiones definidas del embrión, en algún
momento típico del desarrollo mueren; b) si tales células, antes del momento
en que mueren, son transferidas a un medio de cultivo en el que disponen de
todos los nutrientes necesarios para que otras celulas de su mismo tipo
sobrevivan, tales células, de todos modos, mueren; c) las células llevadas al
medio de cultivo mueren al mismo tiempo que las células que fueron dejadas
en el embrión. Este hecho indica que las células ya estaban programadas para

35. 35
morirse en el momento en que fueron sacadas del embrión y transferidas al
cultivo.
Diversos experimentos muestran que tales células embrionarias adquieren, en
algún momento definido, un estado similar al de determinación en el sentido
de que se trata de una programación imposible de ser revertida. También es
sabido que, si la población en cuestión es llevada a un medio de cultivo en
diferentes momentos a lo largo del desarrollo, es posible encontrar un período
breve del desarrollo en el que las células pasan de un estado en el que, si son
trasplantadas, pueden sobrevivir (en lugar de morir como ocurre en el embrión)
a otro estado en el que, si son trasplantadas, ya no pueden sobrevivir. Tal
experiencia sugiere que durante el lapso que transcurre entre dichos estados
las células son programadas para morir.
Debe remarcarse que la muerte celular programada que ocurre durante el
desarrollo no constituye un hecho perjudicial para el embrión; por el contrario,
garantiza su normalidad. Para el caso de las células que realizan muerte celular
programada, la ausencia, el déficit o el exceso de muerte en la población
conduce a malformaciones. La muerte celular programa es, en consecuencia, un
CCD pues:
a) es una conducta que se programa en el tiempo y se controla en el espacio
por medio de señales,
b) posee roles de desarrollo definidos; en consecuencia,
c) participa en la elaboración del fenotipo normal y
d) su alteración experimental produce efectos patológicos definidos.
La muerte celular posee varios roles de desarrollo:
a) contribuye a modelar regiones corporales; los pliegues interdigitales, el
pliegue axilar, etc. se forman por muerte celular;
b) contribuye a modelar órganos específicos: formación de los conductos
semicirculares del laberinto membranoso del oído interno; formación de
orificios en los tabiques interventricular durante el desarrollo;
c) contribuye a aparear poblaciones (generar proporciones adecuadas del
número de células que interactúan eliminando las desproporciones);
d) contribuye a definir tamaños de poblaciones neuronales y de sus
correspondientes blancos;
e) este hecho garantiza la eliminación de los errores en las conexiones y la
eliminación de las conexiones inadecuadamente realizadas o la eliminación de
las neuronas inadecuadamente ubicadas que no encuentran sus blancos
específicos;

36. 36
f) eliminación de poblaciones de células embrionarias de existencia transitoria,
que cumplen transitoriamente alguna función de desarrollo y luego son
eliminadas;
g) eliminación de elementos redundantes que son necesarios durante el
desarrollo embrionario garantizando la ocurrencia de interacciones o eventos
que en ausencia de redundancia tendrían poca probabilidad de ocurrencia,
h) junto con la proliferación celular participa balanceando el número neto de
poblaciones celulares.
En varios de estos ejemplos la muerte celular programada resulta del hecho de
que las poblaciones celulares apareadas generalmente generan factores
tróficos que recíprocamente funcionan como señales para el mantenimiento de
las funciones vitales de la población apareada. Lo mismo ocurre en el caso de
las neuronas y las células que componen su campo de inervación (población
diana o blanco). Los procesos de muerte celular programada durante el
desarrollo embrionario se ejecutan siguiendo la estrategia de la apoptosis (SC
Las vías de señalización de la muerte celular programada. CMD involucrados).
Bibliografía
Czerski L, Nunez G. (2004) Apoptosome formation and Caspase activation: is it
different in the heart? J Mol Cell Cardiol. 37(3):643-52.
Jung JY, Kim WJ. (2004) Involvement of mitochondrial- and Fas-mediated dual
mechanism in CoCl(2)-induced apoptosis of rat PC12 cells. Neurosci Lett. 371(2-
3):85-90.
SC 0.10. COMPORTAMIENTOS MOLECULARES INVOLUCRADOS EN LOS
PROCESOS DE DETERMINACIÓN DE TIPO CELULAR.
REPROGRAMACIONES EPIGENÉTICAS DE TIPO CELULAR DEL
PROGRAMA DE DESARROLLO. V. Flores
Desde el punto de vista teórico, el proceso global de determinaciones
(restricciones de linaje celular o elección de vías evolutivas) y generación de
nuevos tipos celulares puede ser conceptualizado como un árbol de
ramificaciones. Éstas, en su forma más simple, pueden ser concebidas como
dicotomías, vale decir, de bifurcaciones.
Cada una de tales bifurcaciones corresponde a un estado en el cual las células
de una población celular homogénea (células equipotentes o con similar grado
de determinación) poseen un epigenotipo (una programación del genotipo) tal
que, a partir de ella, a) pueden continuar una cascada de eventos
correspondientes a una vía ya iniciada (desarrollo por default u omisión de

37. 37
señales) o b) en respuesta a una señal o más señales, sufrir una reprogramación
epigenómica que implica el ingreso o direccionamiento hacia una de dos, o
más, formas posibles de reprogramación. Así, cada reprogramación implica
habilitar una modalidad distinta de ejecución del programa de desarrollo y, en
consecuencia, el ingreso o direccionamiento hacia una vía evolutiva diferente
de la programada por default.
Dado que cada una de tales bifurcaciones implica elegir un de dos, o más,
modos posibles de evolución, en cada una de ellas ocurre una disminución en la
potencia evolutiva y por ello los procesos de determinación se denominan
también de “restricción de linaje celular”. Se acota el número de poblaciones
celulares que la población determinada podía originar antes de la
determinación.
Aunque desde el punto de vista teórico cada una de tales reprogramaciones
puede ser concebida como resultado de la acción de una señal, en general, es el
resultado integrado de varios acontecimientos moleculares que concurren en la
generación de una situación que, con fines didácticos denominamos “contexto
determinante”. El contexto determinante lleva a una reprogramación del
epigenotipo de la población competente.
Tanto la generación de contextos determinantes como las reprogramaciones del
epigenotipo promovidas en las células competentes implican cambios en varios
niveles de organización. Los procesos de determinación en general ocurren en
estados definidos del desarrollo en los que
a) una población celular competente (la que se determinará) recibe del entorno
(una o más poblaciones celulares) a…
b) …moléculas señal a veces con efectos contrapuestos: unas estimulan el
cambio y otras limitan su extensión espacial. Por dicho motivo (c) tienen
también carácter localizador. Las moléculas señal… actúan sobre…
c) …receptores específicos de la población celular competente modificando
(exacerban o disminuyen) el estado de activación de…
d) …una o más vías de señalización celular que a través de diversas cascadas de
transducción intracelular de señales generan productos que ingresan en el
núcleo y…
e) …promueven cambios en diferentes niveles de organización del epigenotipo
de la célula competente.
Los cambios involucrados en estas reprogramaciones son de diversa naturaleza
y significado. Algunos de ellos consisten en…

38. 38
a) …activaciones o represiones de genes, otros consisten en…
b) …pasar de un estado “no apto para la transcripción” a un estado “apto para
la transcripción” o viceversa, y otros están vinculados a…
c) …garantizar el mantenimiento de los cambios del epigenotipo por períodos
prolongados de tiempo y que se transmitan de una generación celular a la
siguiente. Vale decir, que no se revierta la reprogramación durante las rondas
de duplicación del ADN que ocurre durante los períodos S en una población
celular proliferante. Estos últimos cambios convierten a los fenómenos de
determinación en reprogramaciones de larga duración, estables, o
irreversibles,
que direccionan el desarrollo. Así, los procesos de determinación significan el
ingreso a una modalidad específica-de-tipo-celular de ejecución del programa
de desarrollo que lleva a las células a un destino cada vez más acotado.
Los niveles de organización del epigenotipo pueden ser concebidos a partir de
considerar los dominios de plegamiento del ADN (Fig. 0-10-1 A).
Fig. SC 0-10-1. A. La doble hélice de ADN se organiza en varios dominios de
plegamiento. La organización más elemental corresponde a la eucromatina o
cromatina transcripcionalmente activa (en “cuentas de un rosario” de
nucleosomas). La eucromatina se organiza en dominios de plegamiento, o
niveles de organización, de complejidad creciente. Estos niveles implican
grados crecientes de compactación e inaccesibilidad del ADN a la maquinaria
de transcripción y, en consecuencia, grados crecientes de inactivación o
“silenciamiento” de la transcripción. El nucleosoma (*) es la unidad de

39. 39
organización más elemental de la cromatina. Está integrado por un centro
proteico octamérico y un segmento de ADN asociado de unos 200 pares de
bases de longitud. El centro proteico está compuesto por 4 tipos de histonas
(H2a, H2B, H3 y H4; dos moléculas de cada tipo). Alrededor de cada octámero
se enrolla un segmento de ADN de unos 147 pares de bases, longitud que
describe 1,6 vueltas en derrededor del mismo. Entre nucleosomas sucesivos
existen segmentos de unión (“linker”) de longitud variable.
(*) El término nucleosoma se usa en la literatura con vaguedad: a veces designa
al octámero de proteínas histónicas, a veces al octámero y el ADN enrollado y, a
veces, incluye también al segmento “linker”.
El empaquetamiento del ADN se ejecuta a través de la acción de proteínas e
interacciones moleculares específicas y éstas son utilizadas por las células como
un modo de producir reprogramaciones específicas-de-tipo-celular del
epigenotipo y mantenerlas estabilizadas a través del tiempo y las generaciones
de células.
La remodelación de la cromatina es, en consecuencia, uno de los muchos
mecanismos de regulación de la expresión génica. Desde el punto de vista
didáctico pueden mencionarse diferentes tipos de modificaciones que implican
grados sucesivos de represión, o para expresarlo de modo más preciso,
disminuciones significativas en la probalidad de expresión.
a) El estado desenrollado, denominado eucromatina, es una “conformación
permisiva” que hace al ADN accesible a las proteínas que regulan su expresión
y, en consecuencia, es fácilmente transcrito (“apto para la transcripción”). En
este estado operan los factores de transcripción generales (comunes a todos los
tipos celulares) y los factores de transcripción específicos de tipo celular que se
unen a secuencias reguladoras de la expresión génica.
b) Existen estados desenrollados, en consecuencia, también permisivos, de la
cromatina en los que las citocinas de las secuencias de dinucleóticos CpG
(citocina-fosfato-guanina), aisladas o en islas ricas en dicha secuencia, se hallan
metiladas covalentemente en la forma de 5-metil-citosinas. Esta transformación
es mediada por enzimas denominadas ADN-5-citsosina -metil-transferasas que
actúan de novo. Existen otras ADN-metiltransferasas denominadas de
mantenimiento. Éste es un estado en el que la posibilidad de transcripción de
las secuencias codificantes no disminuye significativamente pero es
preparatoria de otras modificaciones que implican mayor grado de represión.
Los dinucleótidos 5-metil-CpG poseen la capacidad de reclutar complejos
multiproteicos o máquinas moleculares cuya función es modificar la

40. 40
organización de la cromatina modificando su accesibilidad a proteínas que
regulan la expresión génica y, en consecuencia, modifican la probabilidad de
expresión (SC Complejos multiproteicos generadores de dominios bivalentes y
de patrones de expresión génica heredables; SC Cambios en la organización de
la cromatina mediados por complejos remodeladores dependientes de ATP).
c) Un estado de mayor represión es aquel instalado por medio de la metilación
de las histonas de nucleosomas que ocupan regiones definidas de los
promotores. Se trata de combinaciones de metilaciones que producen efectos
“contrapuestos” (activación-represion) que llevan a los promotores a un estado
bivalente. Estos estados, que han sido descritos como “no aptos para la
transcripción pero con competencia para hacerlo” o “genes que no transcriben
pero aptos para hacerlo”, son estados que caracterizan los momentos de
transición en los que de cierto estado con cierta potencia se pasa a un estado
determinado de menor potencia o de “restricción de linaje celular”. Estos
cambios están mediados por enzimas con funciones antagónicas como las
histonas metiltransferasas y las desmetilasas y por las histona-acetiltransferasas
y las desacetilasas (SC 0.11. El cambio en el patrón de metilación y acetilación
de histonas en la transición del estado bipotencial al estado determinado; SC La
dinámina de la metilación-desmetilación de histonas II. Papel de la
desmetilación en la regulación de la expresión génica y en la transición estado
plástico (no determinado) ◊ estado determinado; SC 0-13 La dinámina de la
acetilación-desacetilación de histonas en la regulación de la expresión génica y
en la transición estado plástico (no determinado) ◊ estado determinado).
d) Cambios en la composición de los nucleosomas por el reemplazo de histonas
por variantes no alélicas.
e) En general se considera que los genes con promotores en estado bivalente;
al evolucionar, fenómeno denominado “resolución del estado bivalente”, lo
hacen hacia estados “on” u “off”, vale decir, transcripcionalmente activo o
inactivo, respectivamente. Este último estado es luego reforzado con cambios
en la organización de la cromatina que implican modificaciones más estables.
Estos cambios, en general, están mediados por complejos remodeladores de la
cromatina que poseen una subunidad con función de ATPasa. Estos cambios
implican reacciones químicas covalentes dependientes de la hidrólisis de ATP.
Esta clasificación de eventos, involucrados en la regulación de la expresión
génica durante el desarrollo, está realizada desde una perspectiva didáctica.
Existe consenso con respecto a que ninguna de ellas, por sí sola, produce un
efecto aislado. Por un lado, los efectos que producen dependen del contexto
dentro del cual se producen y, por otro, en general se integran a los producidos

41. 41
por otras modificaciones. También se sabe que, en algunos casos, los cambios
que producen se propagan, a veces por distancias considerables, a lo largo de
la doble hélice. Por todo ello, los procesos de reprogramación son globales y
significan ingresos a modalidades particulares específicos-de-tipo-celular de
ejecución del programa de desarrollo.
Bibliografía
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gene expression. Nat Rev Genet. 9:15–26.
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Kouzarides T. (2007) Chromatin modifications and their function. Cell. 128:693-
705.
SC 0.11. EL CAMBIO EN EL PATRÓN DE METILACIÓN Y ACETILACIÓN DE
HISTONAS EN LA TRANSICIÓN DEL ESTADO BIPOTENCIAL AL ESTADO
DETERMINADO. V. Flores
Las histonas constituyen una familia de proteínas que cumplen varias funciones
vinculadas a la organización de la información genética. Dichas funciones son
reguladas por varios tipos de modificaciones postraduccionales. Éstas incluyen
reacciones químicas covalentes, mediadas por enzimas específicas, que les
transfieren diversos grupos químicos (metilos, acetilos, fosfatos, ubicuitina, etc.)
a ciertos residuos laterales de sus aminoácidos lisina (K), argninina (A) y otros.
Estas modificaciones alteran la distribución de cargas dentro de la proteína y
permiten a) modificar las interacciones proteína-proteína en las que participan,
b) modificar a afinidad de las interacciones proteína-ADN y c) exponer
superficies de interacción previamente enmascaradas y posibilitar ulteriores
interacciones, con efectores “corriente abajo”, antes no permitidas. Las
modificaciones postraduccionales de las histonas modifican su afinidad
respecto del ADN y, en consecuencia, modulan la intensidad de la unión y el
grado de compactación del ADN respecto del núcleo octamérico de los
nucleosomas.
Es sabido desde hace años que el grado y tipo de modificaciones
postraduccionales de las histonas de la eucromoatina y la heterocromatina son
distintos. También se sabe que la eucromatina y la heterocromatina de
distintos tipos celulares son diferentes. Recientemente se ha visto que, en las
células troncales, las histonas cambian significativamente en la transición que
va del estado pluripotencial al estado determinado.

42. 42
Clásicamente se ha considerado que la acetilación de las histonas lleva a la
cromatina a un estado más laxo y a los genes a un estado más fácilmente
activable. En general, el grado de acetilación de la cromatina de células
troncales embrionarias es mayor que el de la cromatina de sus derivadas ya
diferenciadas. Este dato es coherente con el hecho de que la cromatina de las
primeras se halla en una configuración más “laxa” o estado más “abierto” y
que, normalmente, poseen un mayor nivel de transcripción que incluye tanto
zonas codificantes como no codificantes de proteínas del ADN.
Coherentemente con estos datos, el inicio de la diferenciación (y la pérdida de
potencia) se ha asociado a a) una disminución en el grado de acetilación, b) un
aumento en el grado de metilación de las histonas, c) un mayor grado de
empaquetamiento (configuración más cerrada) del ADN y d) la formación de
sitios de heterocromatina. En células en proceso de diferenciación se ha
descrito la aparición de bloques de heterocromatina ocupado por genes que
no transcriben y rico en nucleosomas con histonas H3 metiladas en la lisina (K)
de posición 9 (H3K9me), una modificación habitual en zonas de ADN que no
transcriben activamente.
Así, la determinación y diferenciación implicarían una transición desde formas
dinámicas de organización de la cromatina hacia configuraciones más estables
correspondientes a células derivadas ya determinadas (con restricción de
linaje).
En algunos casos, por medio análisis globales del genoma (GWA: genome-wide
analyses), se ha establecido la existencia de patrones de metilación y acetilación
específicos de tipo celular, de región cromosómica o de locus en particular y
postulado que se asocian a cambios en la potencia de desarrollo de las células,
por lo cual serían
Se sabe también que muchos sitios del ADN que poseen un valor crítico
indicadores en el nivel molecular del grado de determinación en la regulación
de la expresión génica se hallan metiladas diferencialmente. Por ejemplo, los
nucleosomas que ocupan la región del extremo 5’ del sitio de iniciación de la
transcripción de genes que transcriben activamente se caracteriza por la
presencia de histona 3 (H3) cuya lisina de posición 4 (K4) se halla trimetilada
(me3) (H3K4me3). La H3 de los nucleosomas de dicha región también se halla
acetilada en las lisinas de posición 9 u 11 (H3K9/K11Ac).
El cuerpo de los genes que transcriben está enriquecido en nucleosomas con
H3K36me3 (Bannister et al., 2005; Pokholok et al., 2005). Se considera que
estas regiones tienen un empaquetado laxo o abierto del ADN sobre los
nucleosomas. Por el contrario, las regiones con nucleosomas con H3K7me3 e

43. 43
H3K9me3 son zonas de cromatina más compacta ocupadas por genes que no
transcriben.
Los cambios en la cromatina pueden ser importantes en el mantenimiento de
un estado estabilizado del epigenoma de las células determinadas y
diferenciadas. Por el contrario, el estado no determinado estaría caracterizado
por el mantenimiento de la cromatina en un estado más abierto y dinámico,
con mayor variabilidad y aleatoriedad (mayor ruido transcripcional). Este
estado capacitaría a las células para responder con rapidez a las señales de
reprogramación del epigenoma dependientes de señalizaciones celulares. Vale
decir, permitiría a las células hallarse en un estado plástico pero listo para
determinarse. Tal estado ha sido denominado bivalente (SC 0.12 Dominios
bivalentes de la cromatina en células embrionarias troncales).
Bibliografía
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Wen B, Wu H, Shinkai Y, Irizarry RA, Feinberg AP. (2009) Large histone H3 lysine
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stem cells. Nat Genet. 41:246-50.
SC 0.12. DOMINIOS BIVALENTES DE LA CROMATINA EN CÉLULAS
EMBRIONARIAS TRONCALES. V. Flores
Análisis genético y cromosómico por medio de inmunoprecipitación de la
cromatina o ChIP (Chromatin ImmunoPrecipitation), microarreglos de ADN
(DNA microarray), secuenciación de alto rendimiento (ChIP-Seq; High
throughput sequencing) o combinaciones entre ellos, permiten realizar mapas
de organización de la cromatina.
Estos métodos muestran a) que los diferentes tipos de modificaciones
histónicas conocidas no se distribuyen uniformemente en la cromatina, b) que
existen patrones de distribución que difieren en diferentes tipos celulares, c)

44. 44
que dichos patrones son cambiantes (dinámicos) en células embrionarias y que,
típicamente, d) cambian durante la transición del estado pluripotente (no
determinado) al estado determinado o de linaje restringido.
Clasicamente se ha considerado que ciertas modificaciones covalentes de las
histonas (metilaciones-desmetilaciones; acetilaciones-desacetilaciones, etc.),
consideradas aisladamente, se asocián a activación o aumento de la
transcripción o, a la inversa, a inhibición o disminución de ésta. En la actualidad,
esta visión ha cambiado y se considera que las modificaciones histónicas tienen
efectos que dependen del contexto en el que se producen.
Un hallazgo significativo, descrito hace ya varios años y que sigue siendo
exhaustivamente investigado, ha contribuído a fortalecer la noción de
dependencia-de-contexto de los cambios en la cromatina. Esta noción se refiere
a que existen regiones del epigenotipo celular caracterizadas por poseer
metilaciones que clásicamente se consideran con funciones opuestas. Tales
regiones han sido denominadas “dominios de cromatina bivalentes” o
simplemente “dominios bivalentes” con idea de significar que, por un lado,
están inactivas pero, por otro, listas o preparadas la para activarse. Se trata de
regiones que han sido caracterizadas como “aptas para la transcripción pero sin
transcribir”, o “aptas para activares pero inactivas”.
Los dominios de cromatina bivalente son regiones en las que existe una
marcación superpuesta de nucleosomas con H3k4me3 (asociados a
transcripción activa) y con H3K27me3 (asociados a inactividad) en los “sitios de
iniciación de la transcripción” (TSS). Estos dominios bivalentes caracterizan a
genes que normalmente son transcritos con un bajo nivel de expresión basal.

45. 45
Fig. SC 0-12-1. Esquema simplificado sobre las posibles vías de resolución de la
cromatina bivalente de los promotores de genes de células troncales en
desarrollo durante la transición al estado determinado. Para detalles véase SC
Complejos multiproteicos generadores de dominios bivalentes y de patrones
de expresión génica heredables.
Los promotores que se encuentran en estado bivalente en general
corresponden a una variedad amplia de genes codificantes de proteínas que
son factores reguladores del desarrollo (factores de transcripción, receptores,
proteínas de señalización, etc.). Los genes en estado bivalente, aunque se
hallan silentes, en general, son replicados, al igual que los genes activos,
durante la fase S temprana del ciclo celular. Esto podría deberse a que, pese a
que se hallan marcados con la histona silente H3K27me3, también poseen la
acetilación H3k9 y la metilación H3K4 que corresonden a marcas de activación.
Se ha propuesto que la posesión de ambas modificaciones con funciones
contrapuestas mantendría a los genes en un estado de inactividad
transcripcional pero “listos” o “predispuestos” para una activación rápida en
caso de aparecer la señal apropiada. Como ilustra la figura SC 0-12-1, tales
promotores estarían “cargados” con toda la batería de factores necesarios para
la transcripción pero en un estado latente fácilmente activable. A dicho estado
algunos lo han denominado metafóricamente como “pausado”, en homología
con un aparato electrónico que está siendo operado pero que al que se impuso
una “pausa”.
Se propone que el estado de bivalente se resuelve durante la transición hacia
uno de dos estados: a) el mantenimiento de la marca H3K4me3 quedaría en las
vías de diferenciación cuyo epigenoma incluye al gen en cuestión activo o b) el
mantenimiento de la marca H3K27me3 se mantendría en las vías de
diferenciación que corresponde a un epigenoma celular que involucra una
represión del gen en cuestión.
Es interesante señalar que la presencia de dominios de cromatina bivalente se
ha descrito en células troncales embrionarias, células troncales neurales, células
hematopoyéticas, células mesenquimáticas (fibroblastos embrionarios), etc.,
vale decir, células pluripotentes que se hallan en un estado plástico o
indeterminado que les permite generar más de un linaje o tipo celular. Ello
sugiere que la plasticidad podría radicar en que algunos de los genes
vinculados al ingreso a vías evolutivas se hallen en estado bivalente y que la
reprogramación involucrada en la transición de un estado plástico a uno
determinado podría operar precisamente sobre este tipo de genes.

46. 46
Aunque se conocen varias de las enzimas y varios de los CMD por medio de los
cuales se instalan estados bivalentes en varios tipos celulares y el modo como
evolucionan hacia una u otra forma de resolución, el modo como se estabiliza
el epigenoma correspondiente a una vía evolutiva o correspondiente al estado
terminalmente diferenciado sigue siendo motivo de discusión y de
investigación.
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SC 0.13. LA DINÁMINA DE LA ACETILACIÓN-DESACETILACIÓN DE
HISTONAS EN LA REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA Y EN LA
TRANSICIÓN ESTADO PLÁSTICO (NO DETERMINADO) → ESTADO
DETERMINADO. V. Flores
La acetilación es una modificación covalente de las histonas que fue
clásicamente asociada a la activación de genes. En la actualidad se sabe que
posee un efecto dependiente de contexto. Además, se sabe que las enzimas
denominadas acetiltransferasas no sólo acetilan histonas sino también otras
proteínas que participan en procesos tales como regulación del ciclo celular y la
respuesta al daño del ADN.
Entre las proteínas con actividad de histona-acetiltransferasa o Hat se hallan las
que integran el complejo Tip60/p400 que ha sido asociado tanto a activación
como a inhibición de la transcripción de genes y que se sabe se halla activo en
células troncales en estado pluripotente. Algunos estudios de análisis
genómico global (GWA) realizados en células troncales muestran que este
complejo se localiza en promotores de genes tanto activos como también
reprimidos.

47. 47
Este complejo frecuentemente se halla en sitios de la cromatina ricas en
H3k4m3 catalizadas por la histona-metiltransferasa del grupo Tritórax. Al
parecer dicha metilación es necesaria para reclutar el complejo Tip60/p400.
Este complejo parece ser necesario para mantener inactivos genes codificanes
de proteínas involucradas en la determinación y diferenciación celular y la
depleción del complejo produce activación de dichos genes. La depleción de
este complejo produce un efecto similar al déficit de función del factor
transcripción Nanog que está involucrado en el mantenimiento del estado
pluripotente de células troncales embrionarias.
Otras histona-acetiltransferasas con funciones de desarrollo son las enzimas
p300 y Gcn5. Estudios de GWA indican que la enzima Hat p300 co-localiza con
los factores de transcripción reguladores de pluripotencia Oct4, Sox2 y Nanog.
La interacción entre la p300 y estos factores de transcripción que son esenciales
en la red de regulación génica específica de células troncales sugiere que
participan en el manteniemiento de la pluripotencialidad de células troncales.
Sin embargo, su papel específico aún se ignora.
El patrón de acetilación necesario para el mantenimiento del estado
pluripotente no es estático, sino el resultado neto de acetilaciones y
desacetilaciones resultantes de la acción de enzimas con funciones
antagónicas. Las enzimas histona-desacetilasas o Hdac, de las cuales existen
más de un tipo, son, en consecuencia, tan importantes como las acetilasas
antes mencionadas. En general se propone que la desacetilacion de las histonas
lleva a un estado más condensado (heterocromático) de la cromatina y que
este estado no es permisivo para la transcripción.
Existen varias enzimas Hdac entre las cuales, las de la clase 1 o Hdac1, en
mamíferos, parece ser importante para el mantenimiento de un estado
represivo de la cromatina durante el período de desarrollo embrionario
temprano o preimplantatorio. Sin embargo, no se sabe cuáles son
específicamente sus genes blanco y, en consecuencia, se ignora su función
específica en las células troncales y en su diferenciación.
La proteína Mbd3 (Methyl binding domain 3) es miembro de una familia de
proteínas denominadas Metil-CpG-Bindign Domain que se considera que se
ubican como efectores corriente abajo de la metilación del ADN por medio de
la enzima ADN-metil-transferasa. La Mbd3 estaría involucrada en el programa
de expresión génica de células troncales inhibiendo epigenéticamente algunos
genes que participaría en la determinación de linaje celular. La Mbd3 es un
componente central del Complejo multiproteico de Remodelación de

48. 48
Nucleosoma y Deacetilasa o NuRD (Nucleosome Remodeling and Deacetylase).
Al parecer, la Mbd3 por sí sola no se fija a los sitios CpG-metilados.
El complejo multiproteico NuRD, por su complejidad, pertenece a otra categoría
de elementos reguladores, pero en su estructura posee actividad de Hdac1,
Hdac2 y acción remodeladora de cromatina ATP-dependiente. Al parecer cada
uno de estos componentes posee roles específicos bien definidos.
Otro complejo con actividad de Hdac es el complejo Node (Nanog and Oct4
Associated Deacetylase). Este complejo, en lugar de Mbd3, posee la proteína
Mta1 e interactúa con los factores de transcripción Nanog y Oct4, que ocupan
promotores de genes importantes para el desarrollo pero que están silentes en
las células troncales embrionarias. En estas células, la eliminación de la proteína
Mta1 produce una desrepresión de dichos genes y conduce a una
diferenciación inadecuada.
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SC 0.14. TÉCNICAS DE REPROGRAMACIÓN DEL EPIGENOTIPO CELULAR.
SU POTENCIAL UTILIDAD TERAPÉUTICA. EXPECTATIVAS Y
DIFICULTADES. V. Flores
Durante la última década se han intensificado los estudios tendientes a lograr
reprogramar células normales terminalmente diferenciadas en células troncales
de tipo embrionario. Estas investigacinoes tienen como objetivo final lograr la
producción de células pluripotentes que puedan ser usadas con fines

49. 49
terapeúticos en enfermedades humanas. Existen diversos tipos de
enfermedades acompañadas de lesiones celulares degenerativas irreversibles,
muerte o transformación celular (infartos, degenerativas, tumorales,
traumáticas, etc.) en las que se propone que el aporte de células pluripotentes,
con capacidad de integrarse a los tejidos diferenciados, podría brindar la
oportunidad de originar in situ, a partir de células pluripotenciales, células que
permitan reparar los tejidos y reemplazar a las que fueron perdidas.
Los investigadores que trabajan en estas líneas remarcan la importancia médica
que tendría la obtención de células troncales a partir de un individuo para
tratar sus propias enfermedades. Se podrían eliminar de esta forma los
problemas derivados de incompatibiliad inmunológica resultante del uso de
células obtenidas de otros individuos.
Por otro lado, este tipo de investigaciones ha sido de gran utilidad estratégica
para analizar las interacciones celulares durante el desarrollo normal, el efecto
de éstas sobre los CCD, las alteraciones en los CMD y CCD y su papel en la
patogenia de anomalías fenotípicas congénitas y adquiridas, las interacciones
celulares en los procesos reparativos de enfermedades, en los procesos de
regeneración tisular, etcétera.
Los estudios realizados sobre el comportamiento de células troncales han
permitido también analizar y dilucidar muchos de los CMD responsables de la
programación epigenética y la regulación de la expresión genética involucradas
en los procesos de determinación y diferenciación durante el desarrollo. La idea
central de esta estrategia metodológica es reprogramar células somáticas
diferenciadas a un estado del epigenotipo que permita la expresión de los
factores de transcripción que son considerados responsables de la
pluripotencialidad. Existen muchos estudios que informan la obtención de
células del tipo de las troncales embrionarias (células troncales inducidas: Cti)
que expresan diversas combinaciones de unos pocos factores de transcripción
de pluripotencialidad tales como Oct4, Sox2, Klf4, Myc, Nanog, Lin-28 y otros.
Las Cti expresan algunas de las características de las Cte tales como expresión
de marcadores de pluripotencialidad, autorrenovacion, morfología similar y
capacidad de originar varios tipos celulares en medios de cultivo o en la
intimidad de tejidos.
Muchas técnicas nuevas se han desarrollado con el objeto de realizar análisis
genómicos (GWA) que permitan investigar los cambios globales que ocurren
durante los procesos de reprogramación celular (cambios en el epigenotipo, en

50. 50
el transcriptomo, en el proteoma, en las redes de factores de transcripción, de
microARN etc.).
Uno de los cambios más significativos en los intentos de reprogramación
celular es la reaparición de dominios de cromatina bivalente en zonas
correspondientes a promotores de genes típicos de Cte. Sin embargo, los
ensayos de reprogramación celular muy frecuentemente no dan los resultados
esperados sino que generan tipos celulares anormales o tipos celulares
intermedios. Se ha propuesto que estas últimas corresponden a células
“parcialmente reprogramadas” que se estabilizan y proliferan en un estado que
normalmente no es estable durante el desarrollo sino que corresponden a
estados transitorios hallados a lo largo de algunas vías evolutivas. Se considera
que esta situación es el resultado de la reactivación incompleta de la
pluripotencialidad y represión incompleta de programas específicos de linaje
celular. Estos tipos celulares intermedios estables exhiben características en la
organización de la cromatina que los diferencia del tipo celular original y de la
Cte de la cual deriva normalmente la estirpe celular en cuestión. Estos
resultados refuerzan la idea de que la reprogramación epigenética es la base
del desarrollo y de los cambios de estado celular no determinado →
determinado que ocurren durante éste.
Los científicos que trabajan en estas líneas de investigación poseen la
expectativa de que dicho tipo de estudios permitirán aclarar los CMD
involucrados en la diferenciación, la programación y permitirán reprogramar
células que puedan luego ser usadas terapéuticamente. También poseen la
expectativa de que se podrán programar las células de modo tal de poder
dirigir su diferenciación hacia tipos celulares definidos para obtener bancos de
células diferenciadas que serán usadas en terapéutica.
Algunos de estos estudios son concebidos en el marco de la noción de
complejidad del control combinatorio de acuerdo con la cual la organización
cromatínica (chromatine signature) correspondiente a un tipo celular resulta de
muchas interacciones y modificaciones epigenéticas. Otras, por el contrario,
suponen que el destino celular puede ser fácilmente manipulado controlando
experimentalmente algunos pocos cambios (tipping of the chromatine).
Esta expectativa surge del hecho de que en algunos casos se pueden producir
experimentalmente algunos cambios que son interpretados como
reprogramaciones efectivas. Así, por ejemplo se ha propuesto que con la
expresión de Oct4 y Sox2 se pueden reprogramar los fibroblastos si son
tratados con inhibidores de histona-deacetilasas (como el ácido valproico). Esto

51. 51
llevaría a un estado de hiperacetilación de histonas y a una organización laxa
de la cromatina que permitiría que los factores de transcripción señalados
puedan acceder a sus correspondientes secuencias reguladoras y activar genes
vinculados al estado pluripotente. Estas expectativas son reforzadas por el
hecho de que existen resultados experimentales que sugieren que inhibidores
de las DNA-metil-transferasas, como la 5-aza-citidina, facilitan la
reprogramación impidiendo el silenciamiento de genes por metilación del
ADN. También se ha informado que la inhibición de la enzima G9a, que deriva
en una disminución global de la H3k9m3, facilita la reprogramación.
Recuérdese que una de las funciones de la enzima G9a es catalizar la metilación
H3K9m3 del promotor del factor de transcripción Nanog durante la transición
del estado pluripotente de las Cte al estado determinado. Durante dicho
proceso, el promotor pasa a formar parte de la cromatina condensada.
Pese a los éxitos experimentales parciales mencionados, el proceso de
reprogramación es bastante ineficaz. El principal problema es lo que se ha
denominado como “reprogramación incompleta” que lleva a la formación de
tipos celulares que, en rigor, no son tipos celulares estables admitidos por el
fenotipo.
Es probable que la identidad celular no dependa de una organización
cromatínica estable sino de un estado dinámico de éste.
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SC 0.15. LA INHIBICIÓN-POR-CONTACTO DE LA MIGRACIÓN CELULAR.
SU PAPEL DURANTE LA MIGRACIÓN CELULAR COLECTIVA DIRIGIDA. V.
Flores

52. 52
Se designa como inhibición-por-contacto de la migración celular a aquella
situación en la que una célula que se desplaza por haptotaxis, al tomar
contacto con otra célula, interrumpe transitoria o definitivamente su
desplazamiento (SC El concepto de migración celular dirigida. Papel de
desarrollo. El concepto de haptotaxis. Papel del citoesqueleto y de la fuerzas
interfaciales célula-sustrato (Fif c-s); SC 2.11 Comportamientos moleculares
involucrados en la migración celular dirigida). Esta situación ha sido
denominada también parálisis-por-contacto de la migración.
En la inhibición por contacto, las células migrantes detienen la actividad de sus
prolongaciones superficiales (lamelipodios, seudopodios, filipodios, etc); éstas,
a continuación, se retraen y desaparecen de la zona de contacto con la otra
célula. Esta situación es frecuentemente designada como repulsión,
designación que sugiere, y a veces se describe como, resultado de la operación
de fuerzas de repulsión entre las células en contacto. Consideramos
inapropiada tal denominación ya que nada indica que se trate de un fenómeno
de repulsión sino el resultado una actividad celular en respuesta a un
fenómeno de señalización iniciada como consecuencia del contacto célula-
célula. Como puede advertirse, este comportamiento celular impide que las
células en migración usen como sustrato a las células que estimulan su parálisis.
Dicho fenómeno introduce cierto orden en los procesos de migración
colectivos: impide que unas células usen como sustratos a células de su mismo
tipo, impide que se sobrepasen unas a otras, hace prevalecer la conducta de
seguimiento de modo que las células que emergen primero de una cierta zona
son las que forman el frente de avance y son seguidas por las demás, establece
una regularidad en cuanto a que las que primero inician sus desplazameintos
llegan primero a sus sitios de destino instalando una correlación entre tiempo
de nacimiento y lugar en el sitio de llegada, etc. El hecho de que en los medios
de cultivo se organicen en monocapas es la manifestación estructural de la
imposibilidad de que unas usen como sustrato a las otras.
Un comportamiento celular similar a la inhibición-por-contacto célula-célula
puede ocurrir también como respuesta a interacciones célula-matriz
extracelular. En este caso, los componentes de la matriz extracelular que
provocan este efecto operan instalando zonas de exclusión o zonas prohibidas
para las células migrantes. Es común que este fenómeno sea específico de tipo
celular. Vale decir, los componentes de la matriz extracelular instalan zonas de
exclusión para uno o pocos tipos celulares en particular y no para todos los
tipos celulares. El resultado es que las células migrantes parecen “optar” por
ciertos caminos y “evitar” otros. Son numerosos los ejemplos de este efecto
“ordenador” de las interacciones célula-matriz extracelular. Como ilustración,

53. 53
las células de la cresta neural que se dirigen en sentido ventral podrían, en
teoría, “optar” por migrar lateralmente o medialmente respecto de los somitas.
Sin embargo, la mayor parte de las células migratorias de la cresta neural
parecen “elegir” desplazarse sobre la superficie medial de los somitas y “evitar”
la superficie lateral. Ello se debe a que las células migratorias, al llegar a la
bifurcación superficie lateral-superficie medial, sufren diferentes interacciones
de los componentes de la matriz extracelular que generan las células de los
somitas. Las prolongaciones celulares que emiten las células migrantes, al
tomar contacto con componentes de la superficie lateral, se inmovilizan, se
sueltan de la matriz, se retraen y desaparecen. Así, las células migrantes son
excluidas de la superficie lateral y migran sólo por la medial. Este fenómeno es
resultado de la activación de vías de señalización que desensamblan el
citoesqueleto de las prolongaciones necesarias para la migración. De ese modo,
la matriz extracelular opera como elemento que dirige el desplazamiento
celular.
La inhibición-por-contacto célula-célula de la migración celular también es
resultado de interacciones entre moléculas de las superficies celulares, de
ambas células en contacto, que desencadenan vías de señalización celular que
regulan la organización y la dinámica del citoesqueleto submembranoso.
Ofrecemos uno de varios ejemplos conocidos. Las células migratorias, en
general, expresan proteínas símil-Nectinas 5 o Necl-5 (Nectin-like 5) son
glucoproteínas transmembrana de la superfamilia de las inmunogloblinas, que
cumplen un papel importante durante la migración celular. El dominio
extracelular de las Necl-5 media la interacción con componentes de la matriz
extracelular como la proteína vitronectina, en tanto que
su dominio intracelular interactúa con la cadena liviana de la proteína motor
dineína. Dichas características le permiten asociar modificaciones del
citoesqueleto con interacciones con la matriz extracelular.
Las células migratorias también expresan proteínas de membrana del tipo de las
nectinas, como la Nectina-3 (Nec-3), que junto con las caderinas forman
uniones adhesivas entre células.
Cuando células migratorias entran en contacto, las proteínas Necl-5 interactúan
heterofílicamente con las nectinas. Dicha interacción elimina Necl-5 de la
superficie celular por endocitosis dependiente-de-clatrina. Ello deriva en una
disminución de la interacción con componentes de la matriz extracelular
necesarios para la migración llevando a una disminución de la migración y
también de la proliferación. Así, la down-regulación de Necl-5 promovida por

54. 54
su interacción con Nectina-3, es responsable, al menos en parte, de la
inhibición-por-contacto de la migración y la proliferación.
Recuérdese que la actividad exploratoria de la superficie celular, con la
formación y mantenimiento de seudópodos, depende de la dinámica del
ensamblado de los elementos del citoesqueleto submembranoso. En estas
situaciones, las vías de señalización activadas llevan al desensamblado del
citoesqueleto de las diferenciaciones de la superficie celular por lo cual éstas
colapsan o se retraen, desaparecen, y el movimiento celular cesa. Pasado un
tiempo, en tanto exista espacio libre para la migración, las zonas de la
superficie celular que se hallan fuera de la zona de contacto –frecuentemente
en la zona opuesta a él‒, reinician una actividad exploratoria y reinician la
migración. Esto permite que las células que fueron paralizadas por el contacto
puedan, eventualmente, separarse. Puede notarse que, en situaciones de alta
densidad celular, el resultado final de este proceso será que al aproximarse a la
confluencia las células irán quedándose quietas formando una monocapa. Es
interesante mencionar que este fenómeno de inhibición de la migración se
acompaña en general de la inhibición de la proliferación; este hecho hace que
al llegar a la fase confluente un cultivo de células normales quede estabilizado
como monocapa. Recomendamos al lector la lectura sobre la dinámica del
citoesqueleto en textos de Biología Celular y Molecular.
Es interesante mencionar que las células tumorales se comportan, en medios de
cultivo, de un modo diferente respecto de las normales. Las células tumorales
tienen la capacidad de modificar la composición de la matriz extracelular por
medio de la secreción de sistemas de proteasas que actúan sobre sus
componentes y no expresan la característica inhibición-por-contacto de la
migración y de la proliferación celular. Por ejemplo, la proteína Necl-5, arriba
mencionada, es sobreexpresada en muchas células tumorales; ello incrementa
su capacidad migratoria y proliferativa y es, en parte, responsable de la pérdida
de la inhibición-por-contacto de la migración y proliferación observada en
medios de cultivo. Las características mencionadas facilitan la invasión de
tejidos adyacentes y la producción de metástasis a distancia por parte de las
células de tumores malignos. Ambas cosas, invasión y metástasis, se ven
facilitadas cuando las células pierden la inhibición-por-contacto de la migración
y proliferación. Por ello, la pérdida de ambas características se asocia a grado de
malignidad tumoral.
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SC 0.16. LA DEPENDENCIA-DE-ADHESIÓN DE LA PROLIFERACIÓN
CELULAR Y LA MUERTE CELULAR. V. Flores, M. Rapacioli
La mayor parte de los comportamientos celulares observados en organismos
pluricelulares son dependientes de moléculas del entorno celular y se hallan
regulados por interacciones con componentes específicos de la matriz
extracelular. En la mayor parte de los tejidos, con excepción de la sangre, la
matriz extracelular está espacialmente estructurada y posee elementos que,
desde el punto de vista de sus propiedades como materiales físicos, pueden ser
caracterizados como rígidos, elásticos, plásticos o viscosos, etc. Esta mezcla de
diferentes propiedades confiere a la matriz extracelular un estado físico
complejo y heterogéneo pero, en general, más consolidado que la mayor parte
de las células. Por dicho motivo, la matriz extracelular es frecuentemente
considerada como sustrato físico con sitios de adhesión, o puntos de apoyo,
para las fuerzas que eventualmente se ejercen entre células y matriz
extracelular.
La adhesión de las células a componentes de la matriz extracelular influye
sobre, y regula, varios CCD como cambios de forma celular, proliferación,
migración, diferenciación, etc. En algunos casos incluso se les ha atribuido
papel determinante. Esto es así debido a que las células modifican, de modo
típico, algunas conductas cuando interactúan con ciertos componentes
específicos de la matriz extracelular. Tales componentes, en consecuencia,
poseen valor informativo; vale decir, operan como señales biológicas. La
adhesión a componentes de la matriz extracelular influye también, en algunos
casos, regulando procesos de muerte celular.
Clásicamente se designan estos fenómenos como dependientes-de-adhesión.
Cuando las células encuentran en la matriz extracelular un “lugar” afín, desde
el punto de vista fisicoquímico, desarrollan dominios de su membrana
denominados placas de adhesión focal. Por medio de estas diferenciaciones de
la membrana plasmática se adhieren a la matriz extracelular y sensan el
medioambiente (SC Características de la célula migratoria. Los sitios de

56. 56
adhesión célula-sustrato son también dispositivos para sensar el ambiente.
Véase también Placas de adhesión focal en textos de Biología Molecular).
La dependencia-de-adhesión de la proliferación celular se demuestra en
experimentos de disociación y cultivo de células en los que se compara la tasa
de proliferación de células mantenidas en suspensión versus la de células que
pueden unirse, con diferente intensidad, a un sustrato artificial (Fig. SC 0-16-1).
Las células mantenidas en suspensión en un medio de cultivo poseen baja
probabilidad (≈ 8%) de duplicar su ADN, vale decir, baja probabilidad de iniciar
la fase S del ciclo celular. Las células que se unen a pequeños parches de un
material adhesivo aumentan su probabilidad de proliferación (≈30%). Las que
se adhieren a grandes parches de material adhesivo y se expanden poseen alta
probabilidad (≈ 90%) de iniciar la fase S y proliferar.
Fig. SC 0-16-1. Representación esquemática de la morfología celular de células
que poseen diferentes adhesividades (fuerzas interfaciales célula-sustrato de
diferente intensidad) respecto de los sustratos sobre los cuales son cultivados.
La adhesividad aumenta de A a C. Cuanto mayor es la adhesividad célula-
sustrato mayor es la superficie de interacción con el sustrato y mayor es la
probabilidad de proliferar.
Estos experimentos sugieren que la dependencia-de-adhesión de la
proliferación, del crecimiento celular no depende sólo de la cantidad o
concentración de componentes de la matriz celular en el sitio de contacto sino
también de la propia expansión celular. Una deformación intensa produciría
modificaciones significativas en la tensión de la membrana plasmática y en el
citoesqueleto y ello, de un modo no conocido, influiría sobre la probabilidad de
dividirse.
Otros experimentos muestran la importancia de la expansión de la célula sobre
el sustrato sobre la sobrevida celular. Es sabido que la proteína de la matriz
extracelular fibronectina estimula la proliferación celular y previene la
apoptosis. En cultivos de células disociadas en las que, como sustrato para el
cultivo, se utilizan parches que contienen una cantidad definida de la proteína
de la matriz extracelular fibronectina es posible analizar el comportamiento

57. 57
celular en forma individual. Cuando la fibronectina es depositada en forma de
pequeñas gotas de tamaño similar al diámetro celular, las células se adhieren al
parche pero no se expanden (Fig. SC 0-16-2 A). Estas células frecuentemente
ingresan en la vía de la apoptosis y mueren. Por el contrario, si la fibronectina,
en igual cantidad absoluta, es distribuida en forma de varias gotas pequeñas
que ocupan un área mayor que el diámetro celular, las células que se adhieren
al dichos parches también se expanden (Fig. SC 0-16-2 B). Estas células, a
diferencia de las primeras, sobreviven.
Fig. SC 0-16-2. Experimentos de disociación y cultivo de células en un medio
con timidina-H3
(marca células que han duplicado el ADN) sobre un sustrato
adhesivo (paladio) organizado en parches de distintos tamaños y que ocupan
diferentes áreas. A. El parche adhesivo es de pequeño tamaño. Las células se
mantienen redondeadas y exhiben baja probadilidad de iniciar la fase S. B. La
misma cantidad de paladio se esparce en pequeñas gotas que ocupan un área
mayor del sustrato. En estas condiciones aumenta la proliferación celular. La
probabilidad de iniciar la fase S dependería del tamaño del parche adhesivo
(intensidad de adhesión respecto del sustrato), Cuanto mayor es el tamaño del
parche y mayor la superficie de adhesión respecto del sustrato, más se aplana la
célula y más fácilmente ingresa en la fase S del ciclo proliferativo. Estos
experimentos se hacen con células que pueden proliferar en suspensión, como
las células progenitoras de células sanguíneas.
Si bien este resultado es interpretado en el sentido de que en ambos casos la
célula se apoya sobre la misma cantidad de fibronectina y que, en
consecuencia, la diferencia en el comportamiento (muerte vs. sobrevida)
depende sólo de la diferencia en la expansión celular, también es posible
plantear una explicación alternativa. Nótese que si la respuesta celular es
dependiente de la interacción con la fibronectina y que, si la cantidad de

58. 58
fibronectina disponible para la interacción depende de la superficie disponible
para la interacción, resulta que, en el segundo caso, sería esperable una mayor
intensidad o actividad de la señalización vía fibronectina. Esta diferencia en la
actividad de la vía de señalización también podría causar las diferencias
reveladas en el experimento.
Bibliografía
Han SW, Roman J. (2006) Fibronectin induces cell proliferation and inhibits
apoptosis in human bronchial epithelial cells: pro-oncogenic effects mediated
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SC 0.17. LA PLACA DE ADHESION FOCAL COMO SITIO INTEGRADOR DE
INTERACCIONES CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR. V. Flores, M.
Rapacioli
Existe consenso con respecto a que la dependencia-de-adhesión de ciertos
comportamientos celulares (proliferación, migración, sobrevida, etc.) es
resultado de procesos de señalización mediados por a) proteínas de la matriz
extracelular (fibronectina, por ejemplo) que interactúan con b) proteínas
transmembrana receptores de la membrana plasmática (integrinas, por ejemplo)
que c) inician fenómenos de fosforilación de proteínas que activan a d) otras
proteína-quinasas (quinasas de adhesión focal o FAK [focal adhesion kinases],
por ejemplo) que, a su vez, e) producen la fosforilación de otras proteínas
citosólicas que actúan como iniciadores de vías de transducción de señales
intracelulares. Algunas de estas vías de señalización producen f)
reorganizaciones del citoesqueleto que g) repercuten globlamente en varias
funciones celulares.
La cascada de eventos señalada ilustra cómo el contacto de la célula con
componentes de la matriz extraceliular puede producir efectos internos en
diversos componentes intracelulares. Es interesante señalar que los
componentes que integran la cascada señalada se hallan distribuidos en la

59. 59
células de modo de aumentar la eficacia de las interacciones que integran la
cascada y que, precisamente, se hallan concentrados en sitios especializados de
la membrana, las placas de adhesión focal, que sirven al efecto de adherirse a la
matriz extracelular, sensar componentes de la matriz extracelular e iniciar vías
de señalización celular.
Las placas de adhesión focal son diferenciaciones de la membrana plasmática
altamente dinámicas que a) se ensamblan en lugares fisicoquímicamente afines
de la matriz extracelular, que b) sirven como dispositivo adhesivo célula-matriz,
que c) son centros sensores de componentes de la matriz extracelular y d) son
iniciadores de múltiples vías de señalización. Los efectos mencionados de la
fibronectina (sobra la proliferación, migración y sobrevida) probablemetne se
ejerzan a través de las placas focales de adhesión (SC La dependencia-de-
adhesión de la proliferación celular y la muerte celular; SC 0.18. Inhibición
dependiente-de-densidad de la proliferación celular. Su papel durante el
desarrollo embrionario).
La figura SC 0-17-1 A-C ilustra cómo los componentes mencionados se integran
en las placas de adhesión focal. El esquema muestra que, en los cultivos de
células (fibroblastos o epiteliales) disociadas que se siembran sobre un sustrato
que contiene a la proteína fibronectina, rápidamente se ensamblan placas de
adhesión focal. En estas placas confluyen las fibras-de-tensión formadas por
haces de microfilamentos de actina.
Fig. SC 0-17-1. Los cultivos de fibroblastos sobre un sustrato con la proteína de
la matriz extracelular fibronectina. A. Estos cultivos permiten analizar la
adhesividad de la célula respecto del sustrato, sus cambios de forma y su
capacidad migratoria. B. La disposición planar de estas células permite analizar,
por medio de métodos inmunocitoquímicos, la organización de elementos del
citoesequeleto y su relación con las placas de adhesión focal. La fotografía
corresponde a una doble marcación con anticuerpos antiactina (tiñen de verde
las fibras de tensión de filamentos de actina) y antiproteínas que contienen

60. 60
tirosinas fosforiladas (se tiñen de rojo). Cuando ambas marcas se superponen,
la tinción resultante es naranja. Esta marca refleja la activación de proteínas de
la placa de adhesión focal. Nótese que los extremos de los filamentos de
tensión terminan anclados en placas de adhesión focal. C. Modelo sobre cómo
se vinculan las proteínas del citoesqueleto, de la membrana plasmática y de la
matriz extracelular en las zonas correspondientes a placas de adhesión focal.
(Fotografía cortesía de Keith Burridge).
Varios estudios de marcación con anticuerpos fluorescentes contra los
diferentes tipos de proteínas arriba señaladas muestran que las tinciones
inmunocitoquímicas co-localizan en las placas de adhesión focal. Así, las fibras
de tensión, teñidas con anticuerpos fluorescentes antifilamentos de actina,
confluyen en pequeñas zonas de la membrana plasmática en contacto con la
fibronectina del sustrato. Dichos puntos también son marcados con
anticuerpos fluorescentes contra la proteína integrina o con anticuerpos
dirigidos contra la proteína-quinasa FAK.
Por otro lado, anticuerpos contra proteínas fosforiladas (proteínas cuyos
residuos de tirosina han sido fosforilados por quinasas de proteínas) también
marcan selectivamente dichas zonas. Se considera que este hecho revela la
actividad de quinasas que son estimuladas por las integrinas cuando
interactúan con la fibronectina. La confluencia de las fibras de tensión en
dichos sitios facilita la acción de las vías de señalización cuyo efecto es la
remodelación del citoesqueleto en respuesta a las características de la matriz
extracelular.
Bibliografía
Dubash AD, Menold MM, Samson T, Boulter E, García-Mata R, Doughman R,
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SC 0.18. INHIBICIÓN DEPENDIENTE-DE-DENSIDAD DE LA
PROLIFERACIÓN CELULAR. SU PAPEL DURANTE EL DESARROLLO
EMBRIONARIO. V. Flores, M. Rapacioli
En general las células embrionarias, e incluso muchos tipos celulares de
individuos adultos cuando son cultivados en condiciones apropiadas, exhiben

61. 61
capacidad proliferativa. En dichas condiciones controladas se constata que la
intensidad de la proliferación depende de diversas variables (temperatura, pH,
disponibilidad de nutrientes, concentración salina, características del sustrato,
etc.). Además de estas características, la densidad o concentración de células
también influye dado que varias de las variables señaladas deberían,
naturalmente, referirse a la concentración de células en el medio.
Cuando se realiza un cultivo de células que poseen capacidad proliferativa, en
general, primero pasan un tiempo de adaptación al medio durante el cual no
proliferan. Durante dicho tiempo, las propias células cultivadas secretan
sustancias difusibles y componentes de la matriz extracelular que
“condicionan” (modifican bioquímicamente) el medio de cultivo. Pasado dicho
período se inicia la actividad proliferativa.
Llegado el momento en que las células inician la proliferación, es posible
constatar que a) la intensidad de la actividad proliferativa depende la
concentración a la que las células fueron sembradas y que b) según se
incrementa la concentración de células en el medio, debido a la propia
actividad proliferativa, la tasa de proliferación se modifica de un modo
claramente dependiente de la concentración o densidad celular. Entre tasa de
proliferación y densidad celular existe una relación inversamente proporcional:
las células cultivadas en bajas concentraciones o densidades exhiben tasas de
proliferación altas y, cuando la densidad celular en el cultivo aumenta
significativamente, la tasa de proliferación disminuye significativamente.
Las células normales cultivadas en suspensión normalmente no proliferan, salvo
algunas excepciones. Cuando se las deja en reposo y se permite que precipiten
sobre el fondo, en tanto exista un sustrato apropiado, se depositan sobre él, se
adhieren a él y luego proliferan (Fig. SC 0-18-1 A). En general, no usan a las
otras células como sustrato. Vale decir, no se “apilan” unas sobre otras. Debido
a ello, según se incrementa la densidad celular, las células van formando
parches de grupos celulares que se disponen en una sola capa (monocapas) y
van ocupando el sustrato disponible en el medio. Así, las células van llenando
los espacios entre ellas y terminan formando una monocapa confluente: las
células ocupan toda la superficie de sustrato disponible y cada una de ellas está
completamente rodeada por otras. Cuando se llega a dicho estado (monocapa
confluente), las células normales dejan de proliferar (Fig. SC 0-18-1 B). A dicha
interrupción de la proliferación se denomina inhibición-por-contacto de la
proliferación. Dado que la disminución de proliferación se va instalando
gradualmente según aumenta la densidad celular en el medio, a este proceso

62. 62
se lo denomina también inhibición dependiente-de-densidad de la proliferación
(IddP).
Al parecer son varios los factores que instalan la inhibición dependiente-de-
densidad de la proliferación. Entre ellos se mencionan la inhibición mediada por
el contacto con otras células y la adhesión al sustrato. Un factor cuya influencia
ha sido revelada experimentalmente es la dependencia de la proliferación
respecto de la concentración de proteínas señal factores de crecimiento en el
medio de cultivo.
Fig. SC 0-18-1. Comportamiento proliferativo de células disociadas en cultivos
de tejidos. A. Luego de un período de adaptación, las células exhiben alta
capacidad proliferativa hasta llegar al estado de monocapa confluente. B.
Estado confluente. La proliferación ha cesado. C. La adición de un flujo laminar
de un medio de cultivo con factores de crecimiento sobre una parte del cultino
reinicia la proliferación celular en la zona del flujo. D. Las células que ocupan la
zona del flujo, pese a que forman parte de una monocapa confluente, reinician
la proliferación celular. La división celular hace que las células de la zona central
(cubierta por el flujo) posean menor tamaño que las células del resto del
cultivo.
Una vez que se llega al estado de monocapa confluente, cada célula se halla
adherida al sustrato y completamente rodeada por las células adyacentes con
las cuales establece contactos efectivos en toda su periferia. Por tal motivo, el
fenómeno de inhibición de la proliferación fue denominado originariamente
inhibición-por-contacto. Sin embargo, el siguiente experimento muestra que
no es la única causa.
Cuando se realizan experiencias de cultivo celular, en medios que contienen
suero (como fuente de factores de crecimiento), y se deja a las células proliferar
hasta el estado de monocapa confluente, la densidad celular alcanzada en el
momento en que cesa la proliferación varía con la concentración de suero

63. 63
usada. Cuanto más alta es la concentración de suero en el medio de cultivo,
mayor es la densidad celular alcanzada en el momento en que cesa la
proliferación. Este hecho llevó a suponer que la detención de la proliferación se
debe a un déficit relativo de factores de crecimiento. Vale decir que las células
adyacentes compiten entre sí por los factores presentes en el medio y que la
escasez lleva a la detención de la proliferación.
Esta hipótesis fue validada en experimentos de cultivos de células en los que,
una vez llegado al estado de monocapa confluente y detención de la
proliferación, por medio de un dispositivo (Fig. SC 0-18-1 D), se instala una
corriente de medio de cultivo fresco sobre parte del cultivo. En dichas
condiciones, las células ubicadas a lo largo de la corriente de medio fresco
reinician la proliferación y alcanzan una densidad mayor que la observada en el
resto del cultivo. Este fenómeno se debe a que la instalación de un flujo laminar
impide una mezcla al azar de los componentes del medio fresco en toda la
placa de cultivo. Este experimento llevó a la conclusión de que uno de los
factores involucrados en la inhibición dependiente-de-densidad de la
proliferación es la privación de cantidades apropiadas de señales mitogénicas
debido a la competencia entre células adyacentes.
Muchas poblaciones celulares embrionarias tienen la capacidad de sintetizar y
secretar distintos tipos de sustancias con función mitogénica, genéricamente
denominadas factores de crecimiento. Este hecho adquiere gran relevancia
debido a que pueden influir autocrinamente y también paracrinamente sobre
otras poblaciones celulares adyacentes o incluso actuar a distancia porque
circulan en sangre. A partir de los resultados experimentales descritos es
posible deducir la importancia de la producción regulada de factores de
crecimiento en los tejidos embrionarios en desarrollo. El tamaño apropiado de
los órganos, la masa crítica en el número de células, su capacidad funcional, etc.
dependen en gran medida del modo como la proliferación celular y la muerte
celular son reguladas durante el desarrollo.
Bibliografía
McClatchey AI, Yap AS. (2012). Contact inhibition (of proliferation) redux. Curr
Opin Cell Biol. 24(5):685-94.
Conlon I, Raff M (1999). Size control in animal development. Cell. 96(2):235-44
SC 0.19. TRANSICIONES REVERSIBLES MESENQUIMÁTICO-EPITELIAL Y
EPITELIO-MESENQUIMÁTICA. CMD INVOLUCRADOS EN SU
REGULACIÓN. V. Flores

64. 64
Transiciones reversibles entre configuraciones epiteliales y mesenquimáticas
Se denomina transición epitelio-mesenquimática (T e-m) al conjunto de
procesos mediante los cuales las células que forman parte de un epitelio
pierden adhesividad entre sí, se separan unas de otras, cambian de forma y se
constituyen como células mesenquimáticas. El proceso inverso en el que células
mesenquimáticas aumentan su adhesividad entre sí, se agrupan, compactan,
cambian de forma, se polarizan y forman una estructura epitelial se denomina
transición mesenquimático-epitelial (T m-e). Ambos procesos ocurren durante
el desarrollo embrionario y algunas poblaciones celulares pasan más de una de
vez por estas transiciones reversibles. Durante el desarrollo embrionario estos
procesos se hallan temporal y espacialmente regulados. Sin embargo, ocurren
también y de un modo no regulado (o, al menos, anormalmente regulado)
durante la diseminación tumoral a partir de tumores epiteliales (T e-m) y
durante la colonización de órganos a distancia que dan como resultado la
formación de focos metastásicos de aspecto epitelial (T m-e).
Ambos procesos resultan de cambios en la regulación de la dinámica de un
conjunto de moléculas vinculadas a a) la adhesión celular, b) la organización
del citoesqueleto y c) la síntesis y secreción de sustancias que remodelan la
MEC. Con respecto a los dos primeros, la figura SC 0-19-1 ilustra que las señales
que promueven estas dos transiciones poseen acción mutuamente
contrapuesta o inhibitoria. Las señales, además de modificar un conjunto típico
de moléculas de adhesión celular, cambian también la expresión de proteínas
específicas de filamentos del citoesqueleto.

65. 65
Fig. SC 0-19-1. Ilustra diferentes fases de la T e-m y del proceso opuesto T m-e.
El esquema ilustra que los procesos de T e-m y los de T m-e son procesos del
desarrollo que pueden ser considerados fases transitorias que representan
cambios de estado tisular. Tales procesos involucran cambios globales en
muchos sistemas de proteínas que poseen la función de relacionar a las células
entre sí y a las células con la matriz extracelular. Los estados “epitelial” y
“mesenquimáticos” estables son dos fases de un proceso que pueden ser
considerados reversibles a lo largo del desarrollo. En los cuadros 1 y 2 se listan
las moléculas características de los estados epitelial y mesenquimático estables.
Nótese que la estabilidad de dichos estados sólo deriva del hecho de que las
moléculas que estabilizan a uno de ellos inhiben los correspondientes al del
otro estado y que este fenómeno es recíproco. E-cadherina: cadherina
epithelial; MEC: matriz extracelular; FGFR2: receptor 2 del factor de crecimiento
fibroblástico; FSP1: proteína específica de fibroblasto 1. Modificado de Thiery y
Sleeman, 2006.
Bases biomoleculares de la transición epitelio-mesenquimática
El espectro específico de cambios involucrados en la T e-m depende del patrón
de señales extracelulares recibidas y de su integración intracelular. Existen
múltiples ejemplos de T e-m durante la embriogénesis (formación del
mesodermo durante la gastrulación, formación de las crestas neurales a partir
del ectodermo, desagregación del somita maduro). Cada uno de estos
ejemplos posee características propias pero además involucran un conjunto de
procesos básicos comunes.
Las células epiteliales diferenciadas poseen tres características básicas que
conjuntamente le confieren tal carácter: a) un repertorio típico de moléculas de
adhesión organizadas en complejos de unión, b) un conjunto típico de
filamentos intermedios y c) una distribución polarizada del citoesqueleto y, en
consecuencia, de los otros componentes citoplasmáticos.
El mantenimiento de estas características depende de las condiciones
micromedioambientales que rodean a las células: depende de interacciones
con células vecinas, de las características de la lámina basal, de la composición
de la MEC que la misma célula genera y de un conjunto de moléculas señal
difusibles.
La T e-m es iniciada por moléculas señal extracelulares. Estas señales incluyen
componentes de la MEC y factores solubles que, mediante procesos de
transducción de señales, activan moléculas efectoras que, en conjunto,
desestabilizan los complejos de unión y reorganizan el citoesqueleto. Muchas

66. 66
de las moléculas efectoras son factores de transcripción que incrementan la
expresión de proteínas que favorecen la T e-m. Como ejemplo de estas últimas
se puede mencionar el incremento en la expresión de las proteínas
transmembrana integrinas (permiten a la célula vincularse con la MEC), la
síntesis de proteínas de filamentos intermedios típicos de células
mesenquimáticas y la expresión de componentes del sistema de proteasas
uPA/MMP (sus receptores, sus activadores e inhibidores) que participa en la
remodelación de la MEC.
La mayor parte de las vías de señalización involucradas producen, en primera
instancia, una disminución de la molécula de adhesión celular cadherinas tipo I,
clásicas o epiteliales. Las cadherinas interactúan homofílicamente, mediante su
dominio extracelular, con cadherinas de células vecinas. Forman parte de
complejos de unión del tipo zonula adherens. Mediante su dominio intracelular
interactúa con varios complejos proteicos que le confieren un papel principal
en el mantenimiento de la estructura epitelial: a) participa en la organización
del citoesqueleto mediante interacciones con la red terminal de actina y
modificando la estabilidad de los microtúbulos; estos elementos son
instrumentales en la génesis y el mantenimiento de la polaridad epitelial; b)
participa en el mantenimiento de la polaridad celular mediante el
reclutamiento de complejos proteicos que median el direccionamiento
diferencial de proteínas a los dominios apical o basolateral de la membrana.
Una de las proteínas reclutadas por E-cadherina es la β-catenina. Esta proteína
cumple un doble papel. Cuando está unida a cadherina vincula a esta última
con el citoesqueleto y mantiene estabilizado el complejo de unión. Cuando se
encuentra en forma soluble en el citoplasma se comporta como segundo
mensajero intracelular y actúa como factor de transcripción (para detalles sobre
este proceso consultar textos de Biología Celular y Molecular). Todas estas
características transforman a la E-cadherina en un blanco común de varias vías
de señalización que participan en la T e-m.
Existen varios modos posibles de regular en menos la expresión o la actividad
de la E-cadherina: a) disminuyendo la transcripción del gen mediante la
metilación de su promotor; b) mediante la activación de proteínas reguladoras
de la expresión génica (snail, slug, E47, twist) que disminuyen su síntesis; c)
mediante la fosforilación de β-catenina, favoreciendo la disociación del
complejo cadherina-β-catenina; d) mediante la endocitosis de E-cadherina; e)
mediante el clivaje de su dominio extracelular.
Las bases moleculares de la T e-m involucran varias vías de transducción de
señales interconectadas y un gran número de moléculas señal que actúan

67. 67
sinérgicamente o antagónicamente. Las moléculas señal más estudiadas
corresponden a componentes de la MEC como el colágeno, el ácido hialurónico
y la laminina, y a mensajes solubles, en general miembros de las familias TGF,
FGF, Wnt, EGF y HGF/SF. Estas señales actúan mediante receptores de
membrana tipo tirosina-quinasa activando cascadas intracelulares mediante la
acción de GTPasas pequeñas de la superfamilia Ras, quinasa Src, -catenina,
MAPK, PI3K/AKT, ILK, FAK y (APC)/GSK-3. Muchas de las proteínas asociadas al
citoesqueleto como vinculina, paxilina, cortactina y quinasa de la cadena liviana
de miosina son reguladas por estas vías. Por otro lado, se sabe que estas vías
derivan en la expresión de varios factores de transcripción como Ets, jun, slug y
STAT5a y en la expresión de proteínas como fibronectina, vimentina, integrinas
y matrilisina.
Por último, el tipo de moléculas de adhesión celular que las células expresan
también influye sobre la organización espacial de las células que sufren la T e-
m. Muchas células migrantes presentan adhesividad intercelular mediada por
cadherinas de tipo II (cadherina 7, cadherina 11); estas células poseen la
habilidad de migrar en conjunto manteniendo contactos cuyas fuerzas de
adhesión interfaciales poseen una intensidad de unos pocos nN*.
Bases biomoleculares de la transición mesenquimático-epitelial
La T m-e también es un proceso común durante el desarrollo embrionario.
Ejemplos típicos son la formación de somitas a partir del mesodermo
presomítico, la formación de las hojas somática y esplácnica del mesodermo
lateral, la formación de nefrones a partir del blastema metanefrogénico y
muchos otros.
Durante la T m-e, las células pierden características mesenquimáticas y
adquieren características epiteliales. Los principales pasos regulados en esta
transición son la adquisición de adhesividad intercelular, la deposición de MEC
rica en laminina y la polarización celular con la consiguiente adquisición de los
dominios apical y basolateral en la membrana plasmática.
Todas las células eucariotas poseen la habilidad de polarizarse dado el carácter
asimétrico de la organización del citoesqueleto: un único centro celular que
opera como principal centro nucleador de microtúbulos, microtúbulos y
filamentos de actina y miosina. Todos son elementos que poseen una polaridad
intrínseca. La célula no polarizada posee una asimetría fluctuante que puede
ser estabilizada por interacciones con el medio. Los contactos intercelulares
mediados por cadherinas tipo I parecen desempeñar un papel importante en
esta estabilización. Recientemente se ha podido medir la intensidad de la

68. 68
fuerza necesaria para separar dos células en suspensión adheridas mediante la
molécula de adhesión E-cadherina. Durante los primeros 30 segundos luego
del contacto se establece una unión débil de unos 20 nanonewtons (nN).
Luego, en un lapso de tiempo que va desde 30 segundos hasta 30 minutos, se
produce un incremento en la intensidad de la fuerza, que alcanza más de 200
nN. Se ha establecido que la primera fase (de unión débil) no involucra
interacciones con el citoesqueleto, mientras que en la segunda fase estas
interacciones incrementan la fuerza de unión.
Se ha propuesto que (a) los contactos iniciales mediante E-cadherina y nectinas
llevan a un agrupamiento de estas mismas moléculas en las zonas de contacto.
Ese paso iniciaría vías de señalización que permitirían (b) reclutar las moléculas
necesarias para la formación de complejos de unión maduros, incluyendo
zónulas adherens y occludens, (c) reclutar las moléculas necesarias para la
interacción con el citoesqueleto y su reorganización, (d) reclutar complejos
proteicos que participan en el direccionamiento de proteínas. El primer paso (a)
también tiene como efecto (e) activar vías de transducción que se traducen en
la expresión de genes que codifican componentes de la MEC, moléculas de
adhesión celular y filamentos intermedios típicos de las células epiteliales.
Recientemente se describió la existencia de una vía de señalización mediada
por la quinasa LKB1 que, al activarse, lleva a la polarización celular incluso en
células aisladas y en suspensión. El principal paso regulado por esta vía sería a)
la reorganización del citoesqueleto de actina favoreciendo la formación de una
caperuza rica en actina. Este hecho guiaría a b) el posicionamiento de
complejos de unión rodeando a esta zona. Los pasos restantes serían similares
a los descritos en el párrafo anterior. Si las células aisladas se encuentran sobre
un sustrato, esta caperuza se forma en el extremo opuesto a él. Se ha
propuesto que en estas células
existe una polaridad definida por interacciones que realiza la célula con la MEC
mediante integrinas. Posteriormente, la activación de LKB1 amplificaría esta
polaridad y llevaría al ensamblado de la caperuza. No se ha estudiado aún el
papel de LKB1 en los procesos de polarización celular iniciados por contactos
intercelulares pero se postula que podría ser una de las vías que se activan
posteriormente al contacto facilitando el ensamblado de elementos que
generan y mantienen la polaridad celular. Se ha descrito también la existencia
de una vía de señalización mediada por Rac1 que, cuando se inactiva, lleva a
una inversión en la orientación del eje celular. La membrana apical se forma en
contacto con la lámina basal, pero el agregado de grandes cantidades de
laminina revierte esta transformación. Éste es un indicio de que la polarización

69. 69
celular, por un lado, y la oritentación de dicha polaridad, por otro, son
fenómenos que pueden regularse independientemente de modo coordinado
por señales provenientes del ambiente.
*Un nN [nanonewton] = 10-9
N. La unidad de fuerza N (newton) deriva de las
unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades kilogramo (kg), metro
(m) y segundo (s). Un N es la intensidad de la fuerza que, aplicada sobre un
cuerpo cuya masa es 1 kg, le imprime una aceleración de 1 m* s-2
.
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SC 0.20. LA INTENSIDAD DE LA FUERZA INTERFACIAL CÉLULA-MATRIZ
EXTRACELULAR PARTICIPA EN LA REGULACIÓN DE LA FORMA CELULAR
Y LA MIGRACIÓN CELULAR. V. Flores
Existen situaciones experimentales que ponen de manifiesto la importancia
morfogenética de la fuerza interfacial célula-célula o célula-matriz extracelular
(célula-sustrato) (Fif c-s) como factor que incide sobre la forma y la migración
celular. Las células son sistemas físicos heterogéneos. Esto es así debido a que,
por un lado, existen en la célula diversos organoides o compartimentos con
diferentes características físicas y moleculares y, por otro, varias proteínas
nucleares y citosólicas pueden oscilar entre dos estados: libres en el citoplasma,
formando parte del citosol, o ensamblarse rápidamente y formar grandes
complejos macromoleculares o polímeros que forman parte del citoesqueleto.
En general, en la región de citoplasma superficial o submembranoso, que
vincula directamente a la célula con su medio, el citoesqueleto posee un
carácter físico más consistente que las regiones centrales. En algunas células
dicha región se halla muy desarrollada y se denomina corteza. En el caso de las
células epiteliales es clara la importancia de la organización del citoesqueleto en
regiones especiales como la de los complejos de unión, la red terminal, el
esqueleto de las microvellosidades y de los cilios, etc.
La mayor parte de los tipos celulares poseen formas típicas que contribuyen a
su identificación. Sin embargo, cuando un tejido es disociado y las células son
mantenidas en suspensión en un medio de cultivo, ellas rápidamente pierden

70. 70
su forma típica y adquieren una forma que oscila alrededor de la esférica. En
esas circunstancias, las células pierden las características típicas que permiten su
identificación y muchos CCD como la proliferación, la migración o la
diferenciación se interrumpen. Cuando un medio de cultivo con células en
suspensión es dejado en reposo y las células se depositan en el fondo, el
comportamiento de las células dependerá de las características del material con
el que entran en contacto o, en otros términos, de la composición química del
sustrato sobre el cual se apoyan (Fig. SC 0-20-1).
Fig. SC 0-20-1. Representación esquemática de cuatro situaciones teóricas en
las que la intensidad de la Fif c-s en un cultivo celular es (A) nula, (B) baja, (C)
moderada o (D) alta. La variación en la intensidad de la Fif c-s modifica la forma
celular debido a que existe una relación directamente proporcional entre la
intensidad de dicha fuerza y el área de contacto con el sustrato. El aumento en
la intensidad de la Fif c-s hace que la célula se aplane sobre el sustrato y, en
consecuencia, cambie de forma.
En la figura SC 0-20-1. se observa que en el primer caso (A) las células sólo se
apoyan sobre el fondo sin adherirse a él. Esto se pone de manifiesto por la
forma aproximadamente esférica de la células y por el hecho de que el más
mínimo desplazamiento del líquido hace que la célula se desplace junto con él,
hecho que indica que, pese a que está apoyada, se comporta como flotando
“entre dos aguas”. En los otros casos (B a D) puede observarse que el
incremento en la intensidad de la Fif c-s produce un aumento de la superficie de
contacto célula-sustrato. Dado el carácter plástico o maleable de la célula y el
carácter sólido del sustrato, la primera tiende a adaptar su forma a la del
sustrato. Esto conduce a un significativo cambio de forma, desde el de una
forma próxima a la de una esfera, pasando por un aspecto hemiesférico hasta
llegar a una situación en la cual la célula se “derrama” sobre el sustrato y pasa a
ser una célula plana. Estas diferentes situaciones experimentales pueden
generarse con sustratos de composición química conocida preparados a partir
de mezclas, en diversas proporciones, de diferentes matrices extracelulares
obtenidas de tejidos en desarrollo o ya diferenciados. La comprobación de la
existencia de Fif c-s de diversa intensidad también puede ser corroborada
experimentalmente. (Ejercicio: se sugiere al lector imagine un procedimiento
por medio del cual se pueda estimar la intensidad de la fuerza interfacial entre
células o entre células y sustrato).

71. 71
¿Podrá una célula como la ilustrada en el ejemplo A, con Fif c-s de intensidad
nula, migrar sobre el sustrato? Dado que toda célula posee una cierta masa, su
desplazamiento requiere a) la aplicación de una fuerza (de empuje o de
tracción), y la operación de una fuerza tal requiere b) un punto de apoyo en un
sustrato rígido. En consecuencia, la célula en cuestión no estará en condiciones
de migrar si no posee zonas de adhesión al sustrato. Las restantes (B a D)
¿podrán migrar sobre el sustrato? Existen muchas situaciones experimentales
que muestran que un cierto tipo celular con capacidad migratoria puede
exhibir diferentes tipos de desplazamientos dependiendo del sustrato sobre el
cual es cultivado. Se puede mostrar que, dentro de ciertos límites, según se
incrementa la intensidad de la Fif c-s, la velocidad de migración puede
aumentar. La relación, sin embargo, no es lineal y existen algunos sustratos
sobre los cuales las células migran más velozmente no porque incrementen la
intensidad de la Fif c-s sino porque en su constitución participan proteínas que
operan como señales que inician vías de señalización celular que estimulan la
migración. También existen situaciones experimentales simples que permiten
revelar el papel de la Fif c-s en la generación de una tendencia a migrar en un
sentido preferencial. Este fenómeno se denomina migración celular dirigida (SC
Comportamientos moleculares involucrados en la migración celular dirigida).
Consideremos una situación teórica en la que a) una población celular en
cultivo es sembrada en forma aleatoria y uniforme sobre el sustrato y que b) el
sustrato posee una composición química también uniforme en el espacio (Fig.
SC 0-20-2 A). En tal situación, las células se desplazarán alternativamente en
diferentes direcciones y sentidos y realizarán un tipo de movimiento aleatorio
denominado browniano (véase Concepto de movimiento browniano en textos
de física o físico-química). Si se analiza la evolución de la distribución espacial
de células en función del tiempo, se verá que no se modifica significativamente.
Vale decir, ciertos estadísticos que se toman como criterio para definir la
distribución espacial o la “propiedad de ocupar espacio”(*)
no se modificarán.
Consideremos una situación teórica diferente en la que a) la misma población
celular del caso anterior es sembrada en similares condiciones, pero b) el
sustrato posee dos regiones con diferente composición molecular de modo que
la intensidad de la Fif c-s sea significativamente diferente entre dichas zonas (Fif
c-sa < Fif c-sb). Un análisis microcinematográfico de los desplazamientos
celulares mostrará que los desplazamientos celulares en ambas zonas –a y b‒ se
ajustan a un movimiento browniano. Sin embargo, un análisis de la evolución
temporal de la distribución espacial de células a lo largo de un tiempo
adecuadamente prolongado mostrará que las células, a partir de la distribución
inicialmente aleatoria homogénea en todo el sustrato, se irá concentrando en
la zona en la que la Fif c-s posee mayor intensidad (Fig. SC 0-20-2 B). Ello

72. 72
implica que se produce un desplazamiento neto de células en un sentido
preferencial. ¿Cómo se explica este fenómeno si el movimiento celular es
browniano? La explicación remite a analizar la conducta celular en el límite
entre dichas zonas. Toda célula que desde la zona “a” llegue al límite a-b y
desarrolle seudópodos que lo sobrepasen tendrá una alta probabilidad de
pasar a la zona “b” debido a que Fif c-sb > Fif c-sa. Por el contrario, toda célula
que desde la zona “b” llegue al límite mencionado tendrá pocas probabilidades
de traspasarlo debido a la menor adhesión de las células respecto del sustrato
“a”. De esa forma se generará una distribución espacial asimétrica de células
dependiente de la distribución espacial asimétrica en la intensidad de la Fif c-s
en la zona frontera inter a-b.
Fig. SC 0-20-2. Células migrantes en cultivo. A. Sustrato con composición
química uniforme donde las células realizan movimiento browniano. B.
Sustrato con dos regiones con diferente intensidad de la Fif c-s. Las células
poseen una dirección de desplazamiento diferencial. Descripción en el texto.
Una vez imaginado el límite a/b es posible concebir múltiples bandas delgadas,
con diferente composición en la matriz extracelular, que generen una
tendencia a pasar de una a la otra. En tales situaciones, sobreimpuesto al
régimen de desplazamiento de tipo browniano, aparecerá una tendencia a

73. 73
desplazarse, de modo casi continuo, desde las bandas de menor intensidad a
las bandas de mayor intensidad en la Fif c-s.
Los modelos en boga que pretenden explicar el CCD denominado migración
celular dirigida, tal como ocurre durante el desarrollo embrionario, se basan en
la existencia de gradientes de concentración de moléculas, que median la
adhesión célula-sustrato, “impresas” en la matriz extracelular. Estos gradientes
de moléculas instalan gradientes de adhesión diferencial (Fif c-s). Dicho proceso
se denomina haptotaxis. Así, se generan las situaciones como las descritas en
los párrafos precedentes (SC El concepto de migración celular dirigida. Papel de
desarrollo. El concepto de haptotaxis. Papel del citoesqueleto y de la fuerzas
interfaciales célula-sustrato (Fif c-s)).
(*) Se denomina propiedad de ocupar espacio o SFP (Space Filling Property) a
un parámetro que permite caracterizar el modo como un conjunto de
elementos similares se distribuye en el espacio. Dentro del concepto de
geometría fractal, la propiedad de ocupar espacio queda caracterizada por un
parámetro o índice de invarianza de escala que equivale a la dimensión fractal.
Bibliografía
Voivret C, Radjaï F, Delenne JY, El Youssoufi MS. (2007). Space-filling properties
of polydisperse granular media. Phys. Rev. E 76, 021301.
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SC 0.21. BASES MOLECULARES DE LA INSTALACIÓN, MANTENIMIENTO
Y PROPAGACIÓN DE LA POLARIDAD PLANAR. M. Rapacioli
Los tejidos epiteliales, tanto de revestimiento como glandulares, expresan
diferentes tipos de asimetría. Por un lado, expresan a) una asimetría ápico-
basal, referida a la distribución asimétrica de elementos subcelulares
(organoides, elementos del citoesqueleto y componentes moleculares) y de
diferenciaciones ultraestructurales y, por otro lado, b) una asimetría que se
expresa a lo largo de los dos ejes que definen el plano tangencial. Esta segunda
asimetría se denomina polaridad planar. La polaridad planar se expresa no sólo
estructuralmente sino que, además, y esto es esencial durante el desarrollo
embrionario, se manifiesta por la ejecución en forma diferencial de diversos
tipos de comportamientos celulares. La polaridad planar se manifiesta también
en los movimientos celulares colectivos coordinados realizados por las células
epiteliales o mesenquimáticas.

74. 74
Las estructuras supracelulares terminalmente diferenciadas con organización
asimetría, como los folículos pilosos de la piel, o las células que poseen una
asimetría intrínseca, como por ejemplo las células sensoriales del oído interno,
expresan una polaridad planar que depende de la polaridad global del epitelio
en el que se encuentran.
Se considera que la polaridad planar se instala en respuesta a señales
provenientes de centros organizadores y que se propaga y mantiene como
resultado emergente de un conjunto de interacciones locales que operan entre
células vecinas.
Se ha descrito un conjunto de proteínas que poseen centralidad (actúan como
núcleo o “core” en una red de interacciones) con respecto a la instalación,
mantenimiento y propagación de la polaridad planar. En mamíferos, los grupos
de proteínas que actúan como core se localizan en polos opuestos del eje, de
cada célula, a lo largo del cual se instala la polaridad.
En un polo se forma un complejo proteico integrado por:
a) la proteína Flamingo (proteína transmembrana de adhesión homofílica de la
superfamilia de las cadherinas),
b) la proteína Frizzled (receptor transmembrana asociado a proteína G) y
c) las proteínas citosólicas Dishevelled y Diego.
En el polo opuesto se forma un complejo integrado por:
a) la proteína Flamingo,
b) la proteína transmembrana Van Gogh y
c) la proteína citosólica Prickle (Fig. 1).

75. 75
Fig. SC 0-21-1. Representación esquemática de la distribución de las proteínas
que poseen centralidad en una célula vista desde su superficie apical. Se ilustra
la distribución asimétrica de complejos proteicos integrados por Frizzled-
Dishevelled-Diego (Fz-Dsh-Dgo) y por Van Gogh-Prickle (Vang-Pk) en polos
opuestos de la célula. La proteína Flamingo (Fmi) se encuentra en ambos
complejos. La línea indica la dirección del espacio o eje a lo largo del cual se
instala la polaridad.
Aunque no se conocen todas las interacciones que conducen a la formación de
estos complejos y su disposición asimétrica, existen algunos datos que
permiten construir modelos (Figs. SC 0-21-2 y 0-21-3):
a) La proteína Frizzled, receptor de Wnt, posee una localización celular
regulada por el grado de fosforilación. En estado de alta fosforilación
permanece en la membrana y, cuando es desfosforilada, se internaliza
mediante un proceso de endocitosis. Su internalización inicia una vía de
señalización.
b) La proteína Dishevelled incrementa la fosforilación de Frizzled
estabilizándola en la membrana. A su vez, Dishevelled es activada por la vía de
señalización de Frizzled que se inicia cuando ésta se internaliza. De tal modo
esta interacción representa una forma de regulación de la actividad de la vía de
señalización de Frizzled (internalización de Frizzled → inicio de señalización →
activación de Dishevelled → fosforilación de Frizzled → inhibición de
internalización → inhibición de la señalización).
c) La proteína Dishevelled se polimeriza y promueve la formación de clusters
Frizzled-Dishevelled.
d) Las proteínas Van Gogh y Prickled interactúan y forman un complejo que
recluta a otros complejos de similar composición proteica. Este hecho conduce
a la formación de clusters de complejos Van Gogh-Prickled.
e) La proteína Prickled inhibe la acción de Dishevelled. Como consecuencia, en
la región de la célula con alta concentración de complejos Van Gogh-Prickled,
la proteína Frizzled se internaliza.
f) La proteína Diego compite con Prickled por la unión a Dishevelled. De este
modo antagoniza el efecto inhibitorio de Prickled sobre Dishevelled.
g) La proteína Van Gogh promueve la desfosforilación de Frizzled,
probablemente actuando sobre Dishevelled; de este modo promueve la

76. 76
internalización de Frizzled en zonas de membrana que poseen altas
concentraciones de Van Gogh.
h) La proteína Van Gogh formaría un complejo con el receptor tirosina-quinasa
Ror2 que serviría como sensor de la concentración de Wnt. Wnt promueve la
fosforilación de Van Gogh mediante la proteína caseína quinasa 1  de manera
dosis-dependiente.
i) La proteína Frizzled forma un complejo con el receptor tirosina-quinasa Ror2.
Wnt se une a este complejo y promueve la polimerización de Dishevelled.
j) La proteína Van Gogh inicia una vía de señalización como consecuencia de su
interacción con Flamingo y Frizzled de células vecinas. Van Gogh activa Prickled,
que inhibe la acción de Dishevelled. Estas interacciones impiden que la proteína
Frizzled se integre al complejo ubicado en el polo en el que se encuentran las
proteínas Van Gogh y Prickled.
Otros modelos proponen que la proteína Flamingo realizaría una señalización
asimétrica entre células vecinas o que existiría una señalización bidireccional
entre Frizzled y Vang Gogh. Estos modelos permitirían explicar cómo, a partir
de una columna de células que posean una disposición asimétrica de proteínas
de polaridad planar, la polaridad de la columna se propague, en ambos
sentidos, en el plano tangencial. Estos modelos también pretenden explicar
resultados experimentales en los que las células polarizadas que expresan Van
Gogh y no expresan Frizzled pueden producir la polarización en células vecinas
que expresan Frizzled pero no Van Gogh, es decir, que Frizzled puede iniciar
una vía de señalización como consecuencia de su interacción con Van Gogh de
células vecinas.
Durante la división celular, luego de estabilizado el huso mitótico, las proteínas
mencionadas se internalizan en endosomas que se distribuyen uniformemente
en el citoplasma de la célula en división. De este modo, ambas células hijas
heredan componentes de ambos complejos proteicos. Luego de la mitosis las
proteínas se reincorporan en la membrana plasmática. Los modelos propuestos
explican cómo las células hijas, no polarizadas, mediante interacciones con
células vecinas, polarizadas, adquieren la polarización adecuada al tejido en el
que se generan.

77. 77
Fig. SC 0-21-2. Modelo de instalación de la polaridad planar. A. Estado inicial
homogéneo. B. La acción de Wnt u otro morfógeno promovería la instalación
de polaridad mediante dos posibles mecanismos: Izquierda: fosforilación de
Van Gogh (Vang) y activación de Pricked (Pk) → formación de clusters Vg-Pk →
inhibición de Dishevelled (Dsh) → internalización y transporte de Fz hacia el
polo opuesto. Derecha: polimerización y activación de Dsh → estabilización de
Frizzled (Fz) en la membrana y formación de complejos Fz-Dsh → inhibición de
Pk.

78. 78
Fig. SC 0-21-3. Modelos de propagación de la polaridad planar en el plano del
epitelio mediante interacciones entre células vecinas. A. La propagación se
produce de modo unidireccional. La proteína Van Gogh inicia una vía de
señalización de células vecinas, como consecuencia de su interacción con
Flamingo y Frizzled. El panel inferior ilustra la propagación de la polaridad
desde la columna de células polarizadas (izquierda). B. La propagación se
produce de modo bidireccional. Flamingo realizaría una señalización asimétrica
entre células vecinas o existiría una señalización bidireccional entre Frizzled y
Vang Gogh. El panel inferior ilustra la propagación de la polaridad desde la
columna de células polarizadas (centro).
La disposición asimétrica de los complejos proteicos de polaridad planar inicia
vías de señalización celular que conducen a las manifestaciones estructurales
y/o funcionales de la polaridad planar. Las proteínas sobre las que estos
complejos actúan se denominan proteínas efectores de las vías de polaridad
planar. Éstas difieren dependiendo del tipo celular y los tejidos en los que esas
vías son activadas. En algunos tipos celulares se modifica la organización del
citoesqueleto, en otros se modifican las propiedades de adhesión celular y en
otros se producen cambios en la expresión genética, etcétera.
El resultado de la activación de las diversas proteínas mencionadas varía en
forma dependiente-de-tipo celular. Ello se debe a que sus funciones dependen
del contexto biomolecular en el que actúan.
Algunos ejemplos de efectores de la vía iniciada por Dishevelled son Gtpasas
pequeñas de la subfamilia Rho (Rho, Rac y cdc42), la quinasa Misshapen (Msn),
la quinasa asociada a Rho dRok y proteínas de la cascada de la MAP quinasa
JNK. También se han identificado efectores de la vía Vang Gogh-Prickled, como
la quinasa Nemo, que participa en la regulación de fenómenos de adhesividad
celular, etcétera.
Bibliografía
Singh J, Mlodzik M. (2012). Planar cell polarity signaling: coordination of
cellular orientation across tissues.Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 1(4):479-99.
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establish planar cell polarity by inducing Vangl2 phosphorylation through Ror2.
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Induced AP-1 Activation by Regulating Dishevelled Polymerization. Mol Cell
Biol. 30(14):3610-9

80. 80

81. 81
SINTESIS CONCEPTUAL
SC 1.1. La maduración epididimaria. Bases moleculares y consecuencias. V. Flores
SC 1.2. El istmo de la trompa como reservorio de espermatozoides
“descapacitados”. La prevención o el retardo de la capacitación. V. Flores
SC 1.3. El transporte de los espermatozoides. El papel de la movilidad propia del
espermatozoide. V. Flores
SC 1.4. La capacitación del espermatozoide y la reacción acrosómica. V. Flores
SC 1.5. El papel de la redundancia de espermatozoides, de la reacción
acrosómica y de la movilidad espermática. V. Flores
SC 1.6. El contacto y reconocimiento entre las gametas. V. Flores
SC 1.7. La activación del ovocito y la activación del programa de la embriogénesis
temprana. El contacto espermatozoide ovocito como señal para el inicio de vías
de señalización intracelular. V. Flores
SC 1.8. La vía de señalización del IP3 en la activación del programa de la
embriogénesis temprana. V. Flores
SC 1.9. El bloqueo definitivo de la polispermia. La reacción cortical. V. Flores
SC 1.10. El varicocele como principal causa de infertilidad masculina. M. Rapacioli
SC 1.11. La enfermedad inflamatoria pélvica. M. Rapacioli
SC 1.1. LA MADURACIÓN EPIDIDIMARIA. BASES MOLECULARES Y
CONSECUENCIAS. V. Flores
Los espermatozoides recién espermiados en los túbulos seminíferos, aun
cuando están diferenciados desde el punto de vista ultraestructural, no poseen
movilidad ni capacidad fecundante. Los espermatozoides extraídos de las vías
espermáticas, luego de su paso por el epidídimo, sí poseen capacidad móvil y
fecundante en tanto interactúen con moléculas del líquido tubárico. Estudios
histoquímicos e inmunoquímicos muestran que en el epidídimo se modifica la
organización química de superficie de los espermatozoides debido a que se le
incorporan varias proteínas con diversas funciones. Por un lado le confieren
capacidad de interactuar con moléculas del entorno del ovocito II, de sus
cubiertas (corona radiata [radiante] y membrana pelúcida) y de la propia

82. 82
membrana plasmática del ovocito II. La posibilidad de realizar con éxito esta
sucesión de interacciones confiere a los espermatozoides capacidad
fecundante. Por ello, los cambios sufridos en el epidídimo se denominan
genéricamente maduración epididimaria. Por otro lado, varias de las proteínas
que se incorporan en el epidídimo mantienen a los espermatozoides
estabilizados y en latencia. Estas proteínas son clásicamente denominadas
factores descapacitantes, debido a que mantienen a los espermatozoides en un
estado no apto para la fecundación o “descapacitado”. Dado que, en general
se trata de proteínas con capacidad antigénica, también suelen ser designados
genéricamente, desde otra perspectiva, como antígenos seminales.
El cuadro SC 1-1-1 incluye algunos de los cambios que clásicamente se
consideran involucrados en la maduración epididimaria.
Los factores descapacitantes del líquido seminal son removidos de la superficie
de los espermatozoides, en el tracto genital femenino, debido a interacciones
con componentes de éste. Los espermatozoides entonces se capacitan y
adquieren máxima capacidad fecundante (SC 1-4 La capacitación del
espermatozoide y la reacción acrosómica). Dado que la maduración
epididimaria posibilita la capacitación espermática, a la que siguen la reacción
acrosómica y la hiperactivación de los espermatozoides, ha sido descrita como
la adquisición de una batería de proteínas de superficie que programan al
espermatozoide para las futuras interacciones con elementos del tracto genital
femenino. Estas moléculas, a continuación, son estabilizadas por factores
descapacitantes (Fig. SC 1-1-1). Una vez en la ampolla (sitio de encuentro de las
gametas), en estado periovulatorio, los espermatozoides pierden sus factores
descapacitantes e inician las interacciones que concluyen con la fecundación. El
tracto genital femenino, especialmente el istmo tubárico, también contribuye a
mantener a los espermatozoides descapacitados hasta el momento de la
ovulación (SC 1-2 El istmo de la trompa como reservorio de espermatozoides

83. 83
“descapacitados”. La prevención o el retardo de la capacitación). La capacidad
fecundante adquirida con la capacitación, sin embargo, es transitoria y se
pierde en pocas horas. Este fenómeno suele denominarse envejecimiento del
espermatozoide.
Fig. SC 1-1-1. Modificaciones de la cubierta superficial del
espermatozoide a su paso por el epidídimo. A. Los
espermatozoides de la cabeza carecen de las proteínas
superficiales que son secretadas por el epidídimo. B. En la cola se
agregan moléculas (∙) que a continuación son estabilizadas por
factores descapacitantes (∩).
Los cambios sufridos en el epidídimo no sólo involucran la superficie de la
cabeza del espermatozoide. También se producen cambios en algunas
proteínas del flagelo involucradas en la movilidad espermática, como por
ejemplo la proteína motor dineína. Con la maduración epididimaria, algunas
proteínas del flagelo contribuyen a estabilizar la estructura de los microtúbulos
que servirán a la movilidad espermática. El aporte de energía para la movilidad
proviene de las mitocondrias concentradas en la vaina del flagelo. Al parecer,
durante la maduración también las mitocondrias también sufren cambios que
modifican su capacidad de generar ATP.

84. 84
Bibliografía
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Reprod. 22(5):1219-31.
SC 1.2. EL ISTMO DE LA TROMPA COMO RESERVORIO DE
ESPERMATOZOIDES “DESCAPACITADOS”. LA PREVENCIÓN O EL
RETARDO DE LA CAPACITACIÓN. V. Flores
En la especie humana casi todos los embarazos resultan de coitos practicados
en un lapso que va desde unos 6 días antes de la ovulación hasta que ésta
ocurre. Esto significa que los espermatozoides pueden permanecer en el
oviducto durante 6 días sin perder capacidad fecundante, vale decir, sin sufrir la
reacción acrosómica, sin hiperactivarse, ni envejecer.
El concepto de “oviducto como reservorio” de espermatozoides no se refiere
sólo a que los espermatozoides se hallan contenidos en el oviducto durante su
transporte, o que eventualmente pueden detenerse transitoriamente en él. El
concepto alude a que el oviducto en período no ovulatorio posee una fisiología
tal que, al igual que los conductos deferentes del tracto genital masculino,
permite mantener a los espermatozoides en latencia, es decir, en un estado
“descapacitado” hasta el momento de la ovulación.
Existen varios hechos, de diversa naturaleza, que están incluidos en el concepto
de “oviducto como reservorio” de espermatozoides:
a) En el nivel morfológico, se considera que las características microanatómicas
de los pliegues de la mucosa oviductal contribuyen a retener espermatozoides.
La mucosa presenta pliegues de trayectos anfractuosos y de diversa jerarquía
(los pliegues amplios y profundos se ramifican en pliegues más delgados y,
naturalmente, de menor profundidad figura SC 1-2-1 A. Por otro lado los
pliegues recorren sólo un cierto trayecto a lo largo de la mucosa y se

85. 85
interrumpen en fondos de saco ciego, como si el surco o cauce de un río se
detuviera abruptamente en un extremo cerrado o en un foso. Todas estas
anfractuosidades contribuyen a que los espermatozoides que se introducen en
ellas queden retenidos transitoriamente.
b) La vasculatura de la mucosa oviductal posee características histológicas
similares a la que exhiben los órganos eréctiles. Por ello, se plantea que la
ingurgitación de dichas redes vasculares podría generar un estado eréctil de los
pliegues de la mucosa, con la consiguiente disminución de la luz y colapso de
los espacios interpliegues. Se propone que este hecho puede contribuir a un
“atropamiento” e inmovilización de espermatozoides entre pliegues
adyacentes ingurgitados.
c, d) Por otro lado, habría conexiones funcionales entre la vasculatura ovárica y
la oviductal de modo que señales generadas en el ovario podrían actuar en la
mucosa oviductal promoviendo cambios en su patrón de secreciones que
convierten los fluidos tubáricos, durante período no ovulatorio, en un medio
apropiado para el mantenimiento descapacitado de los espermatozoides. En el
nivel celular, el mecanismo circulatorio descrito contribuiría también, en
sinergia con los cambios producidos por los niveles hormonales, a modificar las
características moleculares del glucocáliz de la membrana apical de las células
del epitelio oviductal en período no ovulatorio.
e) En el nivel molecular, los cambios del glucocáliz se refieren específicamente a
una modificación en la composición de residuos azúcares de las glucoproteínas
y polisacáridos que integran el glucocáliz. La interacción de estos grupos
azúcares con proteínas símil-lectinas de la cubierta glucoproteica de la
superficie del espermatozoide contribuye a dos hechos: 1) mantener a los
espermatozoides en un estado descapacitado (de modo similar a como lo
hacen los factores descapacitantes de los fluidos seminales) y 2) mantener a los
espermatozoides anclados al epitelio oviductal.
Existen experimentos que indican que el estado “descapacitado” de los
espermatozoides, antes de ingresar en la ampolla, es mantenido por
interacciones con células del epitelio del istmo al cual los espermatozoides se
adhieren (Fig. SC 1-2-1 B y 1-2-2 B). Estos experimentos muestran que la unión
de los espermatozoides al epitelio depende de ciertos grupos azúcares
pertenecientes a glucoproteínas de la superficie apical de las células epiteliales.
En cultivos de bloques de mucosa ístmica y ampular del oviducto, de período
no ovulatorio o estrogénico, con una suspensión de espermatozoides, se
constata que los espermatozoides se unen específicamente a la mucosa. La

86. 86
figura SC 1-2-2 A (izquierda) muestra que, si a dicho medio de cultivo se
agregan diferentes azúcares de modo que se unan a la superficie de los
espermatozoides, éstos mantienen su capacidad de unión a la mucosa
oviductal, salvo cuando se utiliza fucoidan (una mezcla de fucosa y fucosa-
sulfato). Este hecho sugiere que la fucosa, integrante normal del glucocáliz,
cumple un papel en la función de reservorio. El resultado descrito ocurre tanto
en la mucosa del istmo como de la ampolla del oviducto. La figura SC 1-2-2 A
(centro) muestra que el efecto descrito es dependiente de la dosis de fucoidan
que se utiliza en el ensayo. Finalmente, la figura SC 1-2-2 A (derecha) corrobora
el concepto ya que la eliminación de la mucosa del glucocáliz, por medio del
tratamiento de la mucosa con fucosidasa (una enzima que elimina mucosa del
glucocáliz), reduce significativamente la adhesión de los espermatozoides a la
mucosa.
La figura SC 1-2-2 B muestra esquemáticamente la idea de que la función de
reservorio está mediada por interacciones entre proteínas símil-lectinas, de la
cubierta glucoproteica de la superficie del espermatozoide, y grupos azúcar del
glucocáliz de las células epiteliales. El esquema incluye el dato, aportado por la
microscopia electrónica de barrido, de que, generalmente, los espermatozoides
unidos a la mucosa se hallan “abrazados” por las cilias, como si éstas estuvieran
inmóviles y rodeando a los espermatozoides. El esquema propone que tal
interacción se pierde durante la capacitación y que el espermatozoide se suelta
del epitelio. Ello inicia la etapa final, que conduce a la fecundación o al
envejecimiento del espermatozoide.
Fig. SC 1-2-1. A. Corte transversal de la mucosa oviductal; se
ilustran los pliegues de diversas jerarquía. B. La figura muestra un

87. 87
espermatozoide detenido en la trompa uterina por medio de
interacciones con el epitelio tubárico. Puede observarse que el
espermatozoide se halla en buenas condiciones y el acrosoma se
encuentra intacto. El esquema incluye el dato, aportado por la
microscopia electrónica de barrido, de que, generalmente, los
espermatozoides unidos a la mucosa se hallan “abrazados” por
las cilias. Como si éstas estuvieran inmóviles y rodeando a los
espermatozoides.
Fig. SC 1-2-2. A. Resultados de la interacción de espermatozoides
con cultivos de bloques de mucosa oviductal (ístmica y ampular).
Izquierda: si al medio se agregan azúcares que se unen a la
superficie de los espermatozoides, sólo una mezcla de fucosa y
fucosa-sulfato (fucoidan) interfiere con la unión al glucocáliz del
epitelio oviductal sugiriendo que la mucosa cumple un papel en
la función de reservorio. Centro: muestra que la unión es
dependiente de la dosis de fucoidan agregado al medio. Derecha:
el tratamiento de la mucosa con fucosidasa (una enzima que

88. 88
elimina fucosa del glucocáliz) reduce la adhesión de los
espermatozoides a la mucosa. B. La función de reservorio está
mediada por interacciones entre proteínas símil-lectinas,de la
cubierta glucoproteica de la superficie del espermatozoide, y
grupos azúcar del glucocáliz de las células epiteliales. El esquema
propone que tal interacción se pierde durante la capacitación y
que el espermatozoide se suelta del epitelio. Ello inicia la etapa
final, que conduce a la fecundación o al envejecimiento del
espermatozoide.
Se ha planteado que el mantenimiento de los espermatozoides dentro de las
trompas cumple una función durante la fecundación:
a) por un lado explicaría la escasa cantidad de espermatozoides que se hallan
en el sitio de encuentro pero durante un lapso de tiempo prolongado en las
cercanías del ovocito II;
b) este hecho podría contribuir a disminuir la probabilidad de polispermia
restringiendo el número de espermatozoides que llegan por unidad de tiempo.
Esta hipótesis ha sido validada por medio de experimentos de extirpación
quirúrgica del istmo. En varias especies, este procedimiento aumenta la tasa de
polispermia.
c) la consecuencia más importante sería aumentar la probabilidad de que, en el
momento de la ovulación, existan espermatozoides fecundantes aun cuando el
coito haya precedido en días a la fecundación. Probablemente la adhesión al
epitelio del istmo tubárico se pierda cuando se produce la ovulación. Todos
estos datos indican que la capacidad fecundante o capacitación se adquiere
principalmente en la ampolla (sitio de encuentro), en el momento de la
ovulación y que tal capacidad es transitoria pues le sigue el envejecimiento.
También existen estudios realizados en seres humanos que indican que el
cuello uterino también puede almacenar espermatozoides. Allí los
espermatozoides pueden mantenerse descapacitados, durante varios días, en
las criptas de las glándulas del cuello uterino y en sucesivas oleadas son
llevados hacia el sitio de encuentro.
Bibliografía
Lefebvre R, Lo MC, Suarez SS. (1997). Bovine sperm binding to
oviductal epithelium involves fucose recognition. Biol Reprod.
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SC 1.3. EL TRANSPORTE DE LOS ESPERMATOZOIDES. EL PAPEL DE LA
MOVILIDAD PROPIA DEL ESPERMATOZOIDE. V. Flores
La movilidad espermática es un dato importante del espermograma. El déficit
en la movilidad se asocia a infertilidad. Se suele concluir, en consecuencia, que
los espermatozoides ascienden hasta el sitio de encuentro gracias a su
movilidad y que el déficit en la movilidad impide o dificulta el ascenso y el
encuentro con el ovocito II. Esta conclusión probablemente sea errónea.
El espermatozoide está programado para cumplir en plenitud su capacidad
móvil en el momento del encuentro y no durante el ascenso hacia el sitio de
encuentro (Fig. SC 1-3-1). Así, la movilidad propia del espermatozoide debe
desempeñar un papel menor en el ascenso, en tanto que el tracto genital
femenino desempeña un papel principal. Nótese que los espermatozoides
empiezan a llegar al sitio de encuentro en sólo unos 30 minutos luego de
depositados en la vagina. Mediciones sobre las velocidades máximas que
desarrollan los espermatozoides y estimaciones sobre la potencia de la fuerza
propulsora del flagelo indican que los espermatozoides no podrían desplazarse
a la velocidad que se requiere para recorrer tal distancia en sólo 30 minutos.

90. 90
Fig. SC 1-3-1. A. Patrón de movilidad del espermatozoide en el
eyaculado. B. Cambio en el patrón de movilidad del
espermatozoide una vez que éste se encuentra en el sitio de
encuentro. Tal cambio, al igual que la reacción acrosómica, es
provocado por moléculas que se encuentran en el líquido
folicular.
Una vez en el sitio de encuentro, sin embargo, la movilidad propia desempeña
un papel crucial pues es estimulada por el líquido folicular que también induce
la reacción acrosómica. Los espermatozoides encuentran al ovocito II rodeado
por la corona radiante (células foliculares unidas por una alta concentración de
ácido hialurónico). El ácido hialurónico es degradado por enzimas acrosómicas,
entre ellas la hialuronidasa. La velocidad de toda reacción enzimática depende,
entre otros factores, de la energía cinética del medio. La hiperactivación de los
espermatozoides contribuye a aumentar la energía cinética del medio, facilitar
la degradación del ácido hialurónico, disminuir la cohesión de las células
foliculares y a dispersarlas. Estos efectos facilitarían que los espermatozoides
puedan atravesar la corona radiante y llegar al ovocito II.La hiperactivación
también aumenta la energía cinética del espermatozoide y, en consecuencia, la
probabilidad de colisión con la membrana pelúcida.
No existen datos concluyentes sobre la existencia de un mecanismo
quimiotáctico que direccione los espermatozoides hacia el ovocito II, aunque
algunos resultados experimentales lo sugieren.
Otro “momento” en el que la movilidad propia del espermatozoide es crucial
ocurre durante la penetración de la membrana pelúcida. Éste también es un
proceso de degradación enzimática (acrosina y neuraminidasa) incrementado

91. 91
por la frecuencia de colisión de la membrana acrosómica interna, que expone
la cabeza del espermatozoide, contra sus sustratos de la membrana pelúcida. El
aumento de la degradación sumado a la propulsión del flagelo posibilita la
penetración de la membrana pelúcida y el contacto con el ovocito II.
Es importante el dato experimental de que los espermatozoides que son
incubados con líquidos foliculares de diferentes folículos no se comportan
similarmente. Algunos líquidos foliculares son muy eficaces en producir
hiperactivación y otros no. Es significativo el hecho de que, en el caso de los
líquidos foliculares que estimulan la hiperactivación, la fecundación se produce
en un alto porcentaje y que, en el caso contrario, no se produce fecundación.
Todos estos datos sugieren que la movilidad propia del espermatozoide y su
déficit asociado a la infertilidad probablemente se deba principalmente al
importante papel que la movilidad espermática adquiere en el sitio de
encuentro.
Bibliografía
Storey BT. (1995). Interactions between gametes leading to
fertilization: the sperm's eye view. Reprod Fertil Dev. 7(4):927-42.
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SC 1.4. LA CAPACITACIÓN DEL ESPERMATOZOIDE Y LA REACCIÓN
ACROSÓMICA. V. Flores
Varios estudios clásicos de fecundación in vitro mostraron que los
espermatozoides recién eyaculados incubados con ovocitos II tardan un cierto
tiempo en iniciar la fecundación. Los espermatozoides que han estado en
contacto con fluidos tubáricos fecundan más rápido (Fig. SC 1-4-1).

92. 92
Fig. SC 1-4-1. El grafico muestra que los espermatozoides
extraídos del oviducto o los que son incubados en fluidos del
oviducto fecundan más rápido que los recién eyaculados.
Esta capacidad aumenta en función del tiempo de permanencia en el tracto
genital femenino. Los espermatozoides en vías de capacitación, si son
devueltos al líquido seminal se “descapacitan”; vale decir, pierden la capacidad
adquirida en contacto con los fluidos del tracto genital femenino. Ello se debe a
que el líquido seminal posee factores denominados “descapacitantes” que
contribuyen a mantener en latencia a los espermatozoides (SC 1-1 La
maduración epididimaria. Bases moleculares y consecuencias). La capacitación
es el resultado de la pérdida de moléculas estabilizadoras y “descapacitantes”
del líquido seminal que se adquirieron durante la maduración epididimaria (Fig.
SC 1-4-2). Una vez iniciada la capacitación se inicia el envejecimiento de los
espermatozoides y pierden capacidad fecundante en unas 12 horas.

93. 93
Fig. SC 1-4-2. El esquema ilustra el probable comportamiento de
algunas moléculas presentes en la cubierta de superficie del
espermatozoide durante la capacitación. A. En los
espermatozoides recién eyaculados, la moléculas de la superficie
del espermatozoide (∙) que intervienen en la fecundación se
hallan enmascaradas por moléculas descapacitantes (∩). Este
hecho dificulta la fecundación. B. Después de cierto tiempo en
contacto con fluidos tubáricos se desprenden los factores
descapacitantes y quedan expuestos los que intervienen en la
fecundación. C. Con el tiempo, los espermatozoides también van
perdiendo las moléculas (∙) agregadas en la cola del epidídimo.
Éstas se pierden desde el extremo del acrosoma hacia el polo
opuesto. La letra R seguida de los signos – o + aluden a cómo las
reacciones (R) de laboratorio realizadas para detección de
moléculas (.) dan resultados negativos (-) o positivos (+)
dependiendo del tiempo transcurrido dentro del tracto genital
femenino en período ovulatorio (capacitante).
Existen muchas dudas y discordancias en la literatura respecto de numerosos
fenómenos moleculares involucrados en la capacitación y, al parecer, existen
muchas diferencias dependientes de la especie. La capacitación conduce a la
reacción acrosómica y la hiperactivación del espermatozoide, y en general se
considera que se debe a la reversión de fenómenos que ocurrieron durante la
maduración epididimaria, que los mantienen estabilizados en latencia, y al
capacitarse adquieren rápida y sincrónicamente capacidad fecundante.

94. 94
El cuadro SC 1-4-1 muestra algunos datos clásicos sobre cambios involucrados
en la capacitación.
Existen muchos datos, no siempre coherentes, acerca de los fenómenos
moleculares involucrados en la producción de la reacción acrosómica.
Mencionamos a continuación los más comunes:
a) Algunas proteínas del fluido de la ampolla, entre ellas la albúmina, remueven
colesterol de la membrana plasmática; ello aumenta su fluidez y facilita la
fusión de membranas necesaria para la reacción acrosómica.
b) Durante la capacitación se produce intercambio de iones con el medio. En
algunas especies se eliminan iones K+ y la la membrana plasmática se
hiperpolariza. A este fenómeno le sigue la entrada de Ca+2
y bicarbonatos que,
por un lado, activa la producción de AMPc y, por otro, facilita la fusión de
membranas necesaria para la reacción acrosómica. En algunas especies, la
entrada de Ca+2
depende de la unión de polisacáridos del medio, que
contienen fucosa, a un receptor del espermatozoide. Esta interacción permite
la entrada de Ca+2
. En mamíferos, la unión de estos receptores a sus ligandos
produciría una despolarización de la membrana con la apertura de canales de
Ca+2
dependientes de voltaje. La entrada de Ca+2
facilita la fusión de las
membranas acrosómica externa y plasmática, la formación de poros y la
consiguiente exocitosis del contenido.
c) También es sabido que existen procesos de fosforilación de proteínas de la
membrana que contribuyen a estos cambios.
d) Otro hecho conocido es la eliminación de glucoproteínas “descapacitantes”
de la superficie del espermatozoide, que enmascaran sitios de reconocimiento

95. 95
para la membrana pelúcida, Así, la capacitación también aumenta la
probabilidad del primer contacto-reconocimiento entre el espermatozoide y la
membrana pelúcida.
Algunos de estos fenómenos son coherentes con el hecho de que la incubación
de espermatozoides en medios de cultivo que contienen albúmina, Ca+2
y
bicarbonato estimula la capacitación. El cultivo en presencia de líquido folicular
del oviducto también estimula la capacitación.
e) Para el caso de los espermatozoides que contactan con la membrana
pelúcida sin haber sufrido la reacción acrosómica, ésta se desencadena por la
interacción de la ZP3 de la membrana pelúcida con sus proteínas receptoras de
la superficie del espermatozoide. Debido a esta interacción se abren canales de
Ca+2
. El aumento de este ión en el espermatozoide desencadena rápidamente
la fusión entre la membrana plasmática y la membrana acrosómica interna y la
producción de la reacción acrosómica.
f) Se sabe en la actualidad que la capacitación y la reacción acrosómica
consisten en una respuesta compleja del espermatozoide que implican
múltiples modificaciones y que involucran a varias vías de señalización celular.
Bibliografía
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SC 1.5. EL PAPEL DE LA REDUNDANCIA DE ESPERMATOZOIDES, DE LA
REACCIÓN ACROSÓMICA Y DE LA MOVILIDAD ESPERMÁTICA. V. Flores
El gran número de espermatozoides necesarios para la capacidad fecundante
(SC 1-5 Utilidad del espermograma) resulta del hecho de que los
espermatozoides, con excepción de la etapa de penetración del ovocito II,

96. 96
cumplen sus funciones cooperativamente, como población celular, y no aislada
o independientemente. La mayor parte de los espermatozoides cumple sus
funciones de modo que unos pocos tienen la posibilidad de penetrar la
membrana pelúcida y, un número menor aún, tome contacto con el ovocito II.
En consecuencia no desempeñan todos el mismo papel. El ovocito por otro
lado se encuentra programado de modo que sólo uno consume la fecundación.
Los espermatozoides constituyen una población heterogénea: no poseen el
mismo grado de maduración, de movilidad, de estabilidad. Ni siquiera poseen
similar vida media, algunos mueren en el tracto genital femenino mucho antes
que otros. Sin embargo, como población, poseen cierto grado de maduración,
de capacidad móvil y estabilidad que les permite realizar similares
comportamientos, pero con diferente sentido biológico.
En la especie humana, en el volumen eyaculado se hallan unos 300 millones de
espermatozoides. Sin embargo, en el sitio de encuentro sólo se hallan, en
forma permanente, unos 200 a 400 espermatozoides. Ello se debe a que
aquellos que llegan más temprano cumplen sus funciones mientras están “de
paso” por el sitio de encuentro. En efecto, los que llegan primero al sitio de
encuentro, como consecuencia de a) la alta concentración del líquido folicular,
b) se capacitan, c) sufren la reacción acrosómica (liberan enzimas), d) se
hiperactivan, aumentan la energía cinética del medio, d) contribuyen a
dispersar células de la corona radiante y convertirla en una capa laxa que
pueda ser atravesada. Estos espermatozoides no poseen papel fecundante:
realizan sus funciones lejos del ovocito II, no se fusionan con él, liberan grandes
cantidades de enzimas denudantes (hialuronidasa), pierden capacidad
fecundante (envejecen) y son llevados en su viaje ascendente hacia el
peritoneo.

97. 97
Fig. SC 1-5-1. El dibujo muestra el resultado experimental de
sumergir el ovocito junto con la corona radiante en una solución
con colorante (fondo negro). Nótese que el colorante no penetra
entre las células foliculares salvo en la periferia. Ello se debe a la
presencia de una densa matriz extracelular entre las células
foliculares. Los espermatozoides deben degradar la mayor parte
de dicha matriz extracelular y dejar zonas de membrana pelúcida
expuestas (denudación) antes de que algún espermatozoide
pueda realizar el contacto-reconocimiento con la membrana
pelúcida.
Existe una gran diferencia temporal entre los espermatozoides que llegan
primero y los que llegan últimos. Los primeros en llegar al sitio de encuentro
sufren la reacción acrosómica y se encargan de producir la denudación de la
corona radiante y exponer la membrana pelúcida a los espermatozoides que
llegan más tarde. Este fenómeno requiere la participación de una gran
cantidad de espermatozoides ya que el paso a través de la corona radiante y su
desagregación requiere una cantidad abundante de enzimas acrosómicas. La
corona radiante, pese a su aspecto histológico de células en apariencia
laxamente distribuidas, posee una densa malla de proteínas de matriz
extracelular que dificulta el acceso de moléculas del medioambiente a su

98. 98
intersticio (Fig. SC 1-5-1). Los últimos se han mantenido sin realizar la reacción
acrosómica: a) llegan “tarde” al sitio de encuentro, b) cuando se hiperactivan
aumentan su probabilidad de colisión con la membrana pelúcida, c) no han
sufrido la reacción acrosómica, d) poseen la membrana periacrosómica intacta
y pueden realizar el primer contacto, mediado por la ZP3, con la membrana, e)
sufren la reacción acrosómica provocada por la ZP3 de la membrana pelúcida y
en consecuencia f) tienen su dotación enzimática acrosómica intacta. Son éstos
los espermatozoides que, desde el punto de vista probabilístico, poseen papel
fecundante.
Bibliografía
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penetrate the cumulus oophorus by hamster spermatozoa
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SC 1.6. EL CONTACTO Y RECONOCIMIENTO ENTRE LAS GAMETAS. V.
Flores
Pese a que los mamíferos son especies de fecundación interna, todavía
conservan fenómenos moleculares adquiridos evolutivamente por ancestros
muy lejanos, que garantizan la eficacia de las interacciones entre gametas de la
misma especie que conducen a la fecundación. Estos mecanismos específicos
de especies son esenciales en los animales de fecundación externa. Los
organismos superiores son de fecundación interna y han adoptado muchos
mecanismos nuevos, más elaborados y correspondientes a otros niveles de
organización del individuo (celulares, histológicos, anatómicos, funcionales y
conductuales) que garantizan la especificidad de especie en la fecundación.
Éstos fallan sólo cuando se trata de especies muy emparentadas que aún están
en proceso de especiación. No basta la colisión entre las gametas para que se

99. 99
produzca la fecundación. Se requieren varios mecanismos específicos de
contacto y reconocimiento para el éxito de la fecundación.
a) El primer contacto-reconocimiento se produce entre la membrana
periacrosómica del espermatozoide y la membrana pelúcida del ovocito. En
consecuencia, requiere que no se haya producido la reacción acrosómica. Este
reconocimiento estaría mediado por varias proteínas de la membrana
periacrosómica que se unen específicamente a restos glúcidos de la
glucoproteína Zp3 de la membrana pelúcida. Esta interacción desencadena la
reacción acrosómica y la membrana periacrosómica es eliminada. Diversos
experimentos de interacción entre espermatozoides y ovocitos in vitro
muestran que, si se incuban los ovocitos con concentraciones crecientes de
espermatozoides, el número de espermatozoides unidos a la membrana
pelúcida aumenta hasta un cierto punto, luego del cual el número de
espermatozoides que se pegan a la membrana ya no aumenta. Cuando esto
ocurre, sólo un pequeño porcentaje de la superficie de la membrana pelúcida
está ocupada por espermatozoides. Ello indica que los espermatozoides no
pueden unirse a toda la superficie expuesta de membrana pelúcida sino sólo a
sitios en donde se concentran las moléculas que median el contacto-
reconocimiento (Fig. SC 1-6-1).

100. 100
Fig. SC 1-6-1. Contacto-reconocimiento entre espermatozoides y
membrana pelúcida. En el momento en que, en experimentos de
unión espermatozoide-membrana pelúcida, la capacidad de la
membrana para fijar espermatozoides se ha saturado, vale decir,
se hallan todos los sitios potenciales de unión ocupados por
espermatozoides, sólo una pequeña parte de la superficie de la
membrana pelúcida tiene espermatozoides en contacto.
b) El segundo contacto se produce luego de producida la reacción acrosómica
que expone al exterior la membrana acrosómica interna. Ésta posee proteínas
que se unen a la membrana pelúcida. Una de ellas es la proteína Ph20 que se
une específicamente a la proteína Zp2 de la membrana pelúcida. Dado que ésta
es una red de proteínas Zp3 y Zp2 unidas por Zp1 (Fig. SC 1-6-2), el
espermatozoide que ha sufrido la reacción acrosómica transfiere fácilmente su
contacto inicial mediado por la unión a la Zp3 por el segundo contacto
mediado por la unión a la Zp2. Las enzimas acrosina, neuraminidasa y otras del
acrosoma permiten la penetración de la membrana pelúcida. Una vez que el
espermatozoide la atraviesa, se encuentra con la membrana plasmática del
ovocito y se inicia la activación de este último.
Fig. SC 1-6-2. A. Modelo de la red de proteínas que componen la
membrana pelúcida. Se trata de una malla de filamentos
formados por interacciones entre la ZP3 y la ZP2. La ZP1, que
interactúa con ambos tipos de proteínas, une dichos filamentos
formando una red tridimensional. La ZP3 y sus grupos azúcares
son esenciales para el contacto primario. La ZP2 lo es para el
contacto secundario. B. Este resultado experimental muestra que

101. 101
el agregado de Zp3, solubilizada, al medio de fecundación in
vitro, inhibe la unión a la membrana pelúcida en forma
dependiente de la concentración. La Zp3 sin sus restos glúcidos
pierde dicha capacidad. El agregado de las proteínas Zp1 y Zp2 al
medio no altera la unión del espermatozoide a la membrana
pelúcida. (Modificado de Bleil y Wassarman, 1980, y Wassarman,
2005)
c) El tercer contacto-reconocimiento se produce entre proteínas de superficie
del espermatozoide, que operan como ligandos, y proteínas receptor de la
membrana plasmática del ovocito. Este proceso involucra varios fenómenos
moleculares que inician varios procesos de señalización celular con diferentes
consecuencias (SC Recepción y transducción de señales. Vías de señalización
intracelular; SC 1-7 La activación del ovocito y la activación del programa de la
embriogénesis temprana. El contacto espermatozoide ovocito como señal para
el inicio de vías de señalización intracelular). Por un lado se inicia la fusión de las
membranas de las gametas y, a continuación, este proceso se inhibe por medio
del bloqueo rápido de la polispermia. Si bien el proceso de fusión de
membranas es bastante complejo, se sabe que la proteína fusógena fertilina,
una de las proteínas de la membrana posacrosómica del espermatozoide, está
involucrada en este tercer contacto. La fertilina se une específicamente a
proteínas integrinas de la membrana plasmática del ovocito y ello contribuye al
inicio de la fusión de las membranas de ambas gametas (SC Fusión de
membranas y bloqueo rápido de la polispermia).
Bibliografía
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SC 1.7. LA ACTIVACIÓN DEL OVOCITO Y LA ACTIVACIÓN DEL
PROGRAMA DE LA EMBRIOGÉNESIS TEMPRANA. EL CONTACTO
ESPERMATOZOIDE OVOCITO COMO SEÑAL PARA EL INICIO DE VÍAS DE
SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR. V. Flores
El proceso de activación es en general descrito como una “cascada” o sucesión
de eventos ordenados temporalmente que se inician en el momento del
contacto espermatozoide-ovocito (E-O). Es natural suponer que los eventos del
desarrollo embrionario se sucedan ordenadamente. También es natural
suponer que, en procesos como la activación, todos los fenómenos se
presentan en sucesión ordenada y que cada uno es causa desencadenante del
siguiente. Sin embargo, a veces no es así; muchos fenómenos biológicos
consistentes en secuencias de eventos son el resultado de procesos que corren
en paralelo pero sincronizadamente.
En el caso de la activación del ovocito II, es probable que el contacto-
reconocimiento E-O involucre a una o más proteínas receptores de membrana
del ovocito II, y que diversas moléculas de la superficie del espermatozoide
operen como ligando o señales que inician varias vías de señalización
intracelular (SC Recepción y transducción de señales. Vías de señalización
intracelular). Éstas conducen a la ejecución de varios procesos con diferentes
sentidos biológicos. Por ese motivo, más que una cascada de eventos, muchos
fenómenos de la activación, aun cuando se producen en un orden cronológico
definido, corresponden a varias cascadas que corren en paralelo y que
permiten integrar todos los fenómenos que deben ocurrir desde el contacto E-
O hasta la formación de la célula huevo.
Los procesos incluidos, por diversos autores, en la activación del ovocito
pueden ser categorizados de la siguiente manera:
1. Fenómenos vinculados al ingreso del núcleo y el centríolo del
espermatozoide:
a) Fusión de membranas. Proceso necesario para la fusión de ambas gametas y
la formación de la célula huevo. En muchas especies requiere que la membrana
del ovocito se encuentre con un potencial de reposo de –90 mV (SC Fusión de
membranas y bloqueo rápido de la polispermia).

103. 103
b) Penetración. La fusión de membranas no garantiza el ingreso del núcleo y
del centríolo del espermatozoide. La incorporación de dichos elementos al
citoplasma del ovocito depende de la operación de fuerzas similares a las
involucradas en la fagocitosis. La generación de estas fuerzas depende del
inicio de fenómenos contráctiles que implican una reorganización del
citoesqueleto cortical. Ello permite la formación de una abertura lo
suficientemente grande, en la corteza del ovocito, para el ingreso del núcleo
del espermatozoide y la emisión de seudópodos que rodean al núcleo y lo
arrastran al interior.
c) Migración del pronúcleo masculino. En especies con ovocitos voluminosos, el
núcleo del espermatozoide recorre un largo trecho dentro del citoplasma del
ovocito, hacia la región del polo animal del ovocito donde normalmente se
forma el pronúcleo femenino. En este proceso participan el centríolo del
espermatozoide y el citoesqueleto del ovocito II. El centríolo opera como centro
organizador de microtúbulos y nuclea fascículos de microtúbulos a partir de
tubulina almacenada en el citoplasma del ovocito. Estos fascículos de
microtúbulos se ensamblan luego con la red de microtúbulos propia del
ovocito.
2. Fenómenos vinculados al bloqueo de la polispermia:
Estos fenómenos impiden que el ovocito sea fecundado por más de un
espermatozoide.
a) Bloqueo temprano o rápido. Depende de una despolarización transitoria de
la membrana del ovocito debido al ingreso de Na+. El contacto con el primer
espermatozoide produce la despolarización que lleva el potencial de
membrana a unos +20 mV. Ello evita la fusión de membranas con nuevos
espermatozoides (SC Fusión de membranas y bloqueo rápido de la
polispermia). No se sabe si en la especie humana opera este proceso de
bloqueo de la polispermia.
b) Bloqueo tardío o definitivo. Depende de la reacción cortical del ovocito por
medio de la cual se exocita el contenido de las vesículas corticales. La reacción
cortical posee varios efectos: el más importante es la degradación de las
proteínas receptores Zp3 y Zp2 de la membrana pelúcida que reconocen a
proteínas del espermatozoide. Luego de ocurrida la reacción cortical queda
anulado el reconocimiento E-O. La membrana pelúcida se vuelve irreconocible
por nuevos espermatozoides y también se sueltan los espermatozoides que ya
se encontraban unidos a la membrana pelúcida o penetrándola.

104. 104
3. Fenómenos vinculados al inicio del programa de desarrollo de la
embriogénesis temprana.
a) Terminación de la meiosis. Se inician procesos que conducen a la finalización
de la meiosis II que dependen de la puesta en marcha de fenómenos cíclicos de
degradación y síntesis de proteínas de control del ciclo celular o ciclinas. Las
ciclinas forman complejos con proteínas enzimáticas denominadas
genéricamene cinasas a las que activan. Las cinasas fosforilan una variedad de
proteínas involucradas en el control del ciclo celular. De las ciclinas dependen la
continuación de la miosis II y también el control temporal o periodicidad de los
ciclos proliferativos durante la segmentación. El aumento del Ca+2
intraovocitario, operando como segundo mensajero, inicia la degradación de
ciclinas; ello permite la salida del estado de metafase y la finalización de la
meiosis II.
b) Sincronización de los pronúcleos. En el momento de la fecundación, los
núcleos del espermatozoide y del ovocito II se encuentran en diferente estado.
El espermatozoide ha completado la meiosis, su núcleo posee un conjunto
haploide [n] de cromosomas simples y el ADN está en un estado de máxima
compactación. La compactación se debe a las proteínas básicas protaminas que
interactúan, por un lado con el ADN y, por otro, entre sí por medio de
numerosos puentes disulfuro formados entre residuos laterales de sus
aminoácidos. En este estado, el ADN espermático no puede ser replicado ni
transcrito. El ovocito II, por su parte, se encuentra detenido en la metafase de la
segunda división meiótica. Mientras el ovocito completa la meiosis, el núcleo
del espermatozoide se descondensa. La envoltura nuclear, debido a procesos
de fosforilación, se desensambla y el material nuclear entra en contacto con el
citoplasma del ovocito. El glutatión citoplasmático reduce los puentes disulfuro
de las protaminas, el ADN se descondensa y las protaminas son reemplazadas
por las proteínas básicas histonas sintetizadas y almacenadas en el ovocito. La
envoltura nuclear se reconstituye rápidamente y se inicia la replicación del ADN
espermático. Así se forma el pronúcleo masculino que sigue siendo haploide
pero con cromosomas duplicados. Simultáneamente, el núcleo del ovocito,
luego de finalizar la meiosis II, replica su ADN formándose el pronúcleo
femenino haploide con cromosomas duplicados. Estos procesos ocurren
mientras los pronúcleos se desplazan uno hacia el otro debido a fuerzas
generadas sobre haces de microtúbulos organizados por el centríolo del
espermatozoide pero ensamblados a partir de proteínas tubulinas, MAP, etc.
del ovocito. En mamíferos, el proceso de migración de los pronúcleos insume
unas 12 horas.

105. 105
c) Activación del programa de la embriogénesis. El programa de la
embriogénesis temprana ya está “impreso” en la organización molecular del
citoplasma del ovocito. El gran tamaño de la célula huevo se debe en buena
medida al almacenamiento de moléculas informativas que se sintetizan
durante la ovogénesis a partir de información genética materna. Debido a ello
se considera que la etapa más temprana del desarrollo se encuentra sólo bajo
control genético materno (SC 2.4. El concepto control genético materno (CGM)
de la embriogénesis temprana). El genoma aportado por el espermatozoide
aún no participa. En el citoplasma del ovocito se encuentran almacenados
diferentes tipos de moléculas informativas: a) en principio posee una reserva de
gran variedad de proteínas y ARN ribosómicos y posee una gran cantidad de
ribosomas; b) posee los ARN mensajeros necesarios para sintetizar una gran
variedad de proteínas (se estima unos 30 a 50 mil tipos) que participan en el
desarrollo temprano; c) posee una reserva de ARN de transferencia necesarios
para la síntesis de nuevas proteínas; d) proteínas enzimáticas y proteínas
reguladoras de enzimas (ciclinas, quinasas dependientes de ciclinas, enzimas
calcio-sensibles, etc.; e) proteínas que integran diferentes vías de señalización
intracelular; f) proteínas estructurales que participan de la organización del
citoesqueleto, que mantienen la organización interna de todos los elementos
del ovocito y que participan del ensamblado y la orientación de los husos
mitóticos durante cada división celular.
Todos los elementos moleculares mencionados constituyen un programa de
desarrollo que se elabora durante la ovogénesis y que se encuentra bloqueado
en el ovocito II. La activación del programa de desarrollo consiste en poner en
marcha este sistema de desarrollo que se halla en latencia. Los eventos de la
activación del programa de desarrollo son clasificados arbitrariamente como
tempranos y tardíos. El proceso se inicia con la activación de receptores como
por ejemplo los receptores tirosina-quinasa y/u otros que siguen con la vía de
señalización del inositol trifosfato o IP3. Esta vía de señalización ha sido
exhaustivamente estudiada en el ovocito fecundado (SC 1-8 La vía de
señalización del IP3 en la activación del programa de la embriogénesis
temprana).
Bibliografía
Ducibella T, Fissore R. (2008). The roles of Ca2+, downstream
protein kinases, and oscillatory signaling in regulating fertilization
and the activation of development. Dev Biol. 315(2):257-79.
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by the 26S proteasome upon egg activation. J Cell Biol.
138(6):1313-22.
SC 1.8. LA VÍA DE SEÑALIZACIÓN DEL IP3 EN LA ACTIVACIÓN DEL
PROGRAMA DE LA EMBRIOGÉNESIS TEMPRANA. V. Flores
Existen varios modelos sobre el modo como se activa esta vía de señalización
en el inicio de la activación (Fig. SC 1-8-1).
Un modelo propone que la vía se inicia por medio de la activación del receptor
del tipo tirosina-quinasa de la membrana del ovocito II que reconoce moléculas
del espermatozoide. Los receptores clásicos de este tipo tienen un dominio
extracelular que posee el sitio de alta afinidad para la molécula señal, un
dominio transmembrana y un dominio intracelular. Cuando el receptor
interactúa con la molécula señal, el receptor se dimeriza y los dominios
intracelulares se fosforilan recíprocamente en residuos laterales del aminoácido
tirosina. La fosforilación genera sitios de alta afinidad para una variedad de
moléculas adaptadoras a partir de las cuales se pueden generar una variedad
de interacciones moleculares que inician varias vías intracelulares de
señalización. Una de las proteínas que se activan por interacción con dominios
intracelulares activados de los receptores de tirosina-quinasa es la fosfolipasa C
tipo γ.
Otro modelo propone que el receptor para espermatozoides de la membrana
del ovocito está asociado a una enzima tirosina-quinasa. Esta enzima, que se
activaría luego de la interacción receptor-ligando, activa a la fosfolipasa C del
ovotico.También se ha propuesto que el receptor para espermatozoide estaría
asociado a una proteína G que podría activar a una fosfolipasa C tipo β del
ovocito. Finalmente, existen datos que indican que el espermatozoide posee un
pool propio de la enzima fosfolipasa C tipo δ que serían aportados al ovocito
durante la fusión E-O, y que esta enzima tendría, principalmente, a su cargo la
continuación de la vía de señalización.
No está descartado que todos estos procesos puedan estar incluidos, y actúen
sinérgicamente, en la activación de la vía del IP3 en el inicio de la activación del
ovocito.

107. 107
Fig. SC 1-8-1. Se ilustran dos modelos por medio de los cuales se
podría iniciar la vía de señalización del IP3. En ambos casos se
activa una fosfolipasa C que genera IP3 y DAG que inician
cascadas de reacciones que cumplen funciones complementarias.
El IP3, hidrosoluble, difunde en citosol y conduce a la liberación
de Ca+2
. El DAG, liposoluble, difunde en la membrana. Ambos
promueven la activación de la proteína-quinasa C y a través de
ella la activación de un antitransportador Na+
-H+
.
En general hay acuerdo en que el siguiente paso está mediado por una o más
de las fosfolipasas C mencionadas. Ésta genera los segundos mensajeros inositol
trifosfato o IP3 y diacilglicerol o Dag a partir del fosfolípido fosfatidil inositol de
la membrana plasmática del ovocito (SC Fosfolípidos. Fosfolipasas C. El
fosfatidil inositol (PI) como fuente de moléculas señal: el inositol trifosfato (IP3)
y el diacilglicerol (DAG)). El IP3 se une a canales de Ca+2
‒que poseen un

108. 108
receptor para IP3‒ de las membranas del retículo endoplasmático liso. La
apertura de estos canales produce liberación de Ca+2 al citosol.
Todos estos fenómenos se inician en el sitio de contacto con el espermatozoide
y desde allí se propagan hasta el polo opuesto. La liberación de Ca+2 se
propaga como una onda a través de la corteza del ovocito gracias a que el
retículo endoplasmático liso de la corteza posee canales sensibles al Ca+2. El
aumento de Ca+2 produce varios efectos:
a) desencadena la reacción cortical,
b) forma complejos con proteínas sensibles al Ca+2 y estos complejos producen
activaciones de diversas enzimas citoplasmáticas,
c) contribuye a activar a la proteína-quinasa C que activa a un
antitransportador de Na+ y protones (H+); el ingreso de Na+ se acompaña del
egreso de H+ y debido a ello disminuye el pH citoplasmático; d) el DAG, por su
parte, tam
bién activa a la proteína-quinasa C por lo cual ambos IP3 y DAG conducen al
mismo efecto,
e) el Ca+2 también activa a una quinasa que fosforila NAD+ generando NADP+
que actúa como coenzima en la síntesis de lípidos; éstos son importantes en el
proceso de biogénesis de membranas que ocurre cuando se inicia la
proliferación de la célula huevo.
Es común clasificar los eventos de la activación del ovocito II en tempranos y
tardíos (SC 1-7 La activación del ovocito y la activación del programa de la
embriogénesis temprana. El contacto espermatozoide ovocito como señal para
el inicio de vías de señalización intracelular). En general se denominan
tempranos aquellos descritos hasta el momento en que se produce el aumento
del pH de ovocito II. Todos los eventos descritos hasta ese momento son
cambios iónicos y no involucran fenómenos biosintéticos. Luego del aumento
en la concentración de Ca+2 y del pH citoplasmático se inician fenómenos
tardíos de la activación. Éstos corresponden a fenómenos biosintéticos e
involucran la activación de macromoléculas que se encuentran almacenadas en
el ovocito tales como enzimas, ARNm, transportadores de membrana, etc.;
también se inicia la activación de ribosomas. Todos estos fenómenos llevan al
inicio de los fenómenos de síntesis de proteínas y de ADN y se pone en marcha
el programa de la embriogénesis temprana. En muchas especies durante esta
etapa no es necesaria la expresión de los genes de la célula huevo. Vale decir, la
síntesis de proteínas es independiente de la síntesis de ARNm. Esto es así
debido a que las moléculas informativas que se utilizan fueron almacenadas
durante la ovogénesis. Por ello este fenómeno se denomina activación. El

109. 109
ovocito ya está programado para el inicio del desarrollo pero se encuentra
bloqueado. El espermatozoide opera como señal que desbloquea el programa.
Aunque no se sabe con precisión qué moléculas del espermatozoide son las
que inician estos fenómenos, existen indicios de que ciertas proteínas
perinucleares del espermatozoide están involucradas en la activación del
ovocito aunque su papel exacto es por el momento desconocido.
Bibliografía
Carroll DJ, Ramarao CS, Mehlmann LM, Roche S, Terasaki M, Jaffe
LA. (1997). Calcium release at fertilization in starfish eggs is
mediated by phospholipase Cgamma. J Cell Biol. 138(6):1303-11.
McPherson SM, McPherson PS, Mathews L, Campbell KP, Longo
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Xu Z, Kopf GS, Schultz RM. (1994). Involvement of inositol 1,4,5-
trisphosphate-mediated Ca2+ release in early and late events of
mouse egg activation. Development. 120(7):1851-9.
SC 1.9 EL BLOQUEO DEFINITIVO DE LA POLISPERMIA. LA REACCIÓN
CORTICAL. V. Flores
Se denomina reacción cortical a un conjunto de procesos que ocurren en la
corteza del ovocito II que impiden el ingreso de espermatozoides
supernumerarios luego de que un primer espermatozoide realizó el contacto
espermatozoide-ovocito (E-O) (Fig. SC 1-9-1). Dado que el bloqueo temprano
es transitorio, la reacción cortical posee como función evitar:
a) que los espermatozoides libres realicen el contacto primario con la
membrana pelúcida,
b) eliminar aquellos que ya lo hicieron y se encuentran unidos a la ZP3,
c) impedir que los que se encuentran atravesando la membrana pelúcida,
unidos a la ZP2, puedan llegar hasta la membrana del ovocito II.
La reacción cortical está incluida entre los fenómenos tempranos de la
activación del ovocito (SC 1-7 La activación del ovocito y la activación del
programa de la embriogénesis temprana. El contacto espermatozoide-ovocito
como señal para el inicio de vías de señalización intracelular) y es una de las
respuestas desencadenadas por las vías de señalización que se inician con el
contacto E-O. Consiste, básicamente, en la exocitosis de las vesículas corticales;

110. 110
se inicia en el sitio de contacto E-O y se propaga hasta el polo opuesto.
Depende de la fusión Ca+2-dependiente entre la membrana de las vesículas
corticales y la membrana plasmática. Se inicia debido al incremento en la
concentración intraovocitaria de Ca+2, unos 10-20 segundos luego del
contacto E-O. Las proteínas Snares como la sinaptobrevina, sintaxina,
sinaptotagmina y otras, que están involucradas en diversos procesos de
exocitosis (liberación de hormonas o de neurotransmisores), direccionan y fijan
las vesículas corticales a la membrana plasmática del ovocito y a continuación
producen la exocitosis (SC Comportamientos moleculares involucrados en la
exocitosis de las vesículas corticales).
La reacción cortical, debido a la variedad de sustancias exocitadas, tiene varias
consecuencias que derivan en un eficaz bloqueo definitivo de la polispermia:
a) Se liberan proteasas que degradan los puentes o complejos formados entre
proteínas de la membrana pelúcida y glicoproteínas de la membrana del
ovocito. Estos complejos tienen la función de mantener unidas ambas
membranas antes de la reacción cortical. b) Se liberan mucopolisacáridos ácidos
que arrastran agua al espacio extracelular y se genera, en algunas especies, el
espacio de fertilización, entre la membrana plasmática y la membrana pelúcida.
Estos dos fenómenos llevan a que ambas membranas se separen de modo que
un nuevo espermatozoide, al atravesar la membrana pelúcida, no contacte
directamente con la membrana del ovocito II. c) Se liberan enzimas peroxidasas,
que catalizan la unión (“cross-linking”) entre residuos de tirosina. Esto hace que
las proteínas de la membrana pelúcida formen una red compacta que dificulta
el paso de los espermatozoides a través de ella. d) Se liberan enzimas que
degradan o que modifican la ZP3 y, en consecuencia, inhiben el contacto-
reconocimiento primario del espermatozoide con la membrana pelúcida (SC 1-
6 El contacto y reconocimiento entre las gametas). Una de dichas enzimas
elimina los azúcares terminales de los oligosacáridos de la ZP3. La N-
acetilglucosaminidasa de las vesículas corticales remueve N-acetilglucosamina
de la porción glucídica de la ZP3. Este azúcar sirve como receptor específico
para algunas moléculas del espermatozoide. De este modo, los
espermatozoides libres ya no pueden realizar el contacto primario y los que lo
hicieron se sueltan. e) Se liberan proteasas que degradan la ZP2 impidiendo el
contacto secundario. La degradación de la ZP2 hace que los espermatozoides
que están atravesando la membrana pelúcida se suelten de ella.

111. 111
Fig. SC 1-9-1. La secuencia A-D muestra cómo los
espermatozoides que se hallan unidos o atravesando la
membrana pelúcida se sueltan de ella a medida que la reacción
cortical progresa desde el sitio inicial del contacto E-O (arriba a la
derecha) hasta el polo opuesto (abajo-izquierda). En D se observa
que en el sitio de contacto E-O ha quedado el cono de
fertilización. También puede observarse la formación del espacio
de fertilización entre la membrana pelúcida y el ovocito.
En algunas especies, las vesículas corticales también liberan proteínas (hialina)
que forman una cubierta relativamente rígida alrededor de la célula huevo y de
las blastómeras durante la segmentación. Dado que la membrana de la célula
huevo se une a dicha cubierta, se ha propuesto que posee un papel
morfogenético durante el período denominado segmentación.
Bibliografía
Moller CC, Wassarman PM. (1989).Characterization of a
proteinase that cleaves zona pellucida glycoprotein ZP2 following
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controlling the engine of membrane fusion. Science.
276(5316):1212-3.

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Weis WI, Scheller RH. (1998). Membrane fusion. SNARE the rod,
coil the complex. Nature. 395(6700):328-9.
SC 1.10. EL VARICOCELE COMO PRINCIPAL CAUSA DE INFERTILIDAD
MASCULINA. M. Rapacioli
El varicocele es la dilatación patológica del plexo venoso pampiniforme debida
a diversas causas. Es más frecuente en el lado izquierdo y se postula que podría
deberse a la mayor presión hidrostática en la vena testicular izquierda que en la
derecha (la vena izquierda drena en la vena renal izquierda en tanto que la
derecha lo hace en la vena cava inferior). Por otro lado, varios estudios
estadísticos indican que un 75% de los pacientes con varicocele no poseen
válvulas venosas, lo que podría ocasionar reflujo venoso. Por último, se ha
comprobado la existencia de alteraciones obstructivas de las venas testiculares
causadas por la obstrucción de la vena renal izquierda entre la aorta y la arteria
mesentérica superior.
La incidencia del varicocele es del 15% en la población general. No todos los
pacientes con varicocele presentan infertilidad. Un 19 a 41% de los varones que
consultan por infertilidad presentan varicocele; si se analizan sólo los casos de
infertilidad masculina secundaria, este porcentaje asciende a 70-80%. Este
hecho indicaría que el varicocele podría causar una pérdida progresiva en la
calidad espermática. La corrección del varicocele mejora los parámetros
espermáticos en un 50 a 80% de los pacientes e incrementa la tasa de
embarazos en un 31 a 71%. A pesar de estos datos, la fisiopatología y el
tratamiento del varicocele son temas controvertidos.
No se conoce con precisión cuáles son los mecanismos que llevan a la alteración
de la calidad espermática. Se proponen algunas hipótesis:
Hipertermia. La temperatura testicular es mantenida en un nivel inferior a la
corporal mediante un mecanismo de contracorriente en el cual la sangre
arterial es enfriada por la sangre que corre por el plexo venoso pampiniforme.
Las varicosidades de este plexo pueden disminuir la eficacia del enfriamiento. Si
bien existen dudas sobre la existencia de una relación directa entre el varicocele
y la hipertermia testicular, existen modelos animales y estudios realizados en
seres humanos que muestran que en el varicocele se eleva la temperatura
intratesticular. La temperatura elevada podría afectar la función de proteínas
de unión a ARN y ADN que se expresan en la línea germinal. El funcionamiento
óptico de estas proteínas requiere un rango de temperaturas inferior al
corporal.

113. 113
Hipertensión venosa. El incremento en la presión venosa testicular puede
desencadenar disminución del flujo arterial por un mecanismo de
autorregulación de la presión intratesticular que causaría contracción de las
arteriolas precapilares. Una vasoconstricción crónica podría ocasionar déficit
nutricional y en consecuencia podría afectar la espermatogénesis. Por otro
lado, un incremento en la presión venosa podría modificar las relaciones entre
presiones hidrostática y oncótica intravascular y extravascular y llevar a
alteraciones en el transporte de sustancias, incluso hormonas, entre la sangre y
el tejido conectivo.
Autoinmunidad. El 91% de los varones infértiles con varicocele posee
anticuerpos antiespermatozoides en el líquido seminal y fijados a los
espermatozoides. Este porcentaje desciende al 41% de los varones infértiles
que no presentan varicocele. No se ha comprobado la existencia de
alteraciones en la barrera hematotesticular en pacientes con varicocele y se
desconoce el mecanismo que lleva a este incremento de anticuerpos. Los
anticuerpos antiespermatozoides causan alteraciones en la fecundación por
varios motivos: aglutinación e inmovilización espermática, citotoxicidad
espermática, incapacidad de penetración del moco cervical, alteraciones en la
capacitación y en la reacción acrosómica y un incremento de la fagocitosis de
los espermatozoides por macrófagos.
Estrés oxidativo. La concentración de especies reactivas de oxígeno (ROS) es
mayor en muestras de semen de pacientes con varicocele que en controles. La
estirpe espermática produce, en condiciones normales, ROS. En varones sanos,
el plasma seminal contiene antioxidantes que neutralizan los efectos de la
generación excesiva de ROS. En condiciones patológicas, el exceso de ROS
rompe esta relación y genera estrés oxidativo. El estrés oxidativo podría causar
peroxidación lipídica de los ácidos grasos poliinsaturados de la cabeza y pieza
media del espermatozoide, alteraciones en la morfología espermática,
disminución en la movilidad espermática y disminución de la capacidad de
fusión con el ovocito. También es causa de daño del ADN.
Bibliografía
Jarow JP. (2001). Effects of varicocele on male fertility. Human
Reproduction Update. 7: 59-64.
Naughton CK, Nangia AK, Agarwal A. (2001). Varicocele and male
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Human Reproduction Update. 7(5):.473-81.
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pathophysiology of varicocele-associated male infertility. Curr
Urol Rep. 2(6):432-6.

115. 115

116. 116
SEGMENTACIÓN
SC 2.1. Los comportamientos celulares de la segmentación se hallan temporal y
espacialmente organizados. V. Flores
SC 2.2. Papel de la adhesividad celular durante la segmentación. La polarización
y compactación de las blastómeras y la formación de la mórula. V. Flores
SC 2.3. Procesos de diferenciación celular durante el período de segmentación.
¿Cómo se genera diversidad celular durante la segmentación?. V. Flores
SC 2.4. El concepto control genético materno (CGM) de la embriogénesis
temprana. V. Flores
SC 2.5. Los mamíferos poseen CH de regulación. La importancia de la polaridad
A-V en los experimentos de merotomía de la CH. V. Flores
SC 2.6. Comportamientos celulares involucrados en la primera determinación. En
los mamíferos con sólo tres células se constituiría el embrioblasto. V. Flores
SC 2.7. La morfología y la polaridad de las células huevos. V. Flores
SC 2.8. ¿Es la segmentación rotacional de las CH de mamíferos esencial para el
desarrollo normal? V. Flores
SC 2.9. La no equivalencia de las blastómeras del E4c de los mamíferos. V. Flores,
M. Rapacioli
GASTRULACIÓN
SC 2.10. Concepto de territorio presuntivo. Su base experimental.
Consideraciones teóricas. . Flores
SC 2.11. Comportamientos moleculares involucrados en la migración celular
dirigida. . Flores

117. 117
SC 2.12. El concepto de migración celular dirigida. Papel de desarrollo. El
concepto de haptotaxis. Papel del citoesqueleto y de las fuerzas interfaciales
célula-sustrato (Fif c-s). V. Flores
SC 2.13. El papel de la polaridad planar y de la intercalación celular en la
formación de la línea primitiva. N. Fosser
SC 2.14. La transformación de ejes desde la fase pregastrular a la organización
del embrión cilíndrico. N. Fosser
SC 2.15. El papel del hipoblasto en la gastrulación y en la inducción neural. N.
Fosser
SC 2.16. La secuencia de polaridades que aparecen desde la fecundación al
embrión posgastrular. La importancia de tales polaridades en la organización
espacial de tipos celulares emergentes. V. Flores
SC 2.17. La primera determinación. La expresión de combinatorias de factores de
transcripción específicas de tipo celular en la mórula y el blastocisto. V. Flores
SC 2.18. La segunda determinación. La determinación de los linajes celulares
epiblásticos e hipoblásticos y su organización espacial en el embrión bilaminar.
V. Flores
SEGMENTACIÓN
SC 2.1. LOS COMPORTAMIENTOS CELULARES DE LA SEGMENTACIÓN SE HALLAN
TEMPORAL Y ESPACIALMENTE ORGANIZADOS. V. Flores
La segmentación implica, en todas las especies conocidas, la operación
temporoespacialmente organizada de varios CCD. En muchas especies, los
primeros planos de segmentación tienen posición constante. El eje del primer
huso mitótico es perpendicular al eje animal-vegetativo (A-V) y el primer plano
de segmentación es meridional (contiene al eje A-V). El segundo plano de
segmentación también es meridional pero perpendicular al anterior y se
produce simultáneamente en las dos primeras blastómeras indicando que
están sincronizadas. El tercer plano de segmentación es ecuatorial, en
consecuencia, perpendicular a los dos primeros y también al eje A-V y se forma

118. 118
simultáneamente en las cuatro blastómeras. Ello revela que siguen
sincronizadas. Esta forma de segmentación posibilita que cada blastómera
contenga una porción característica del citoplasma de la CH original.
En los mamíferos, que poseen CH de regulación, este tipo de control estricto de
las posiciones relativas de las blastómeras no parece ser una necesidad
fundamental. En los mamíferos pueden ocurrir varios modos de segmentación
diferentes que conducen, todos, al desarrollo normal. En los mamíferos, en las
etapas tempranas, lo esencial es que las blastómeras se organicen en un MCI y
un MCE y, en relación con dicha disposición, se determinen diferentemente.
El control espacial de los procesos de cariocinesis y citocinesis depende de
macromoléculas informativas involucradas en la organización del
citoesqueleto. La ubicación de los ásteres, la orientación del eje del huso
mitótico y la orientación en el espacio de los planos de segmentación deben
estar adecuadamente integrados para que la división celular se produzca
normalmente. Se postula que estos procesos se encuentran tempranamente
bajo control genético materno.
Los ásteres desempeñan un papel primordial a) en el control del ensamblado
del huso mitótico, necesario para la cariocinesis y b) en la determinación de la
posición espacial del anillo contráctil responsable de la citocinesis.
Datos de observación y resultados experimentales apoyan lo expuesto:
1) El espermatozoide aporta un centríolo a la CH y éste genera los ásteres que
organizan el aparato mitótico. La segmentación normal requiere la penetración
de un espermatozoide y la operación de sólo un par de ásteres.
2) La penetración de más de un espermatozoide genera una segmentación
anormal con números de husos mitóticos y de surcos de segmentación acordes
con el número de ásteres presentes. Los surcos de segmentación se ubican
característicamente en el punto medio de la distancia entre dos ásteres
adyacentes.
3) Si en la CH, por compresión mecánica, se modifica la posición de los ásteres y
del huso mitótico, la posición en el espacio del surco de segmentación se
modifica de acuerdo con la nueva posición de los ásteres.
4) Si en la CH se desplaza mecánicamente el huso mitótico a la periferia y se
impide la progresión del surco de segmentación (Fig. SC 2-1-1), se produce una
situación similar a la segmentación meroblástica de los huevos telolecíticos. Se

119. 119
genera una célula binucleada, con forma de herradura, con los núcleos
ubicados en los extremos de las ramas de la herradura (Fig. SC 2-1-1 C). En la
siguiente segmentación, en cada rama de la herradura se forman un par de
ásteres y el huso mitótico correspondiente a la cariocinesis de cada núcleo. A
continuación, en cada brazo de la herradura, a mitad de camino entre los dos
ásteres –en la zona media de cada huso mitótico–, se genera un surco de
segmentación. Lo significativo de estos experimentos es que en la zona curva
de la herradura (Fig. SC 2-1-1 E), en donde no existe ningún huso mitótico,
también se genera un surco de segmentación que se ubica en un punto
equidistante entre dos ásteres adyacentes. Este surco de segmentación no está
asociado ni a la cariocinesis ni a la formación de un huso mitótico. El resultado
indica que no es el huso mitótico, sino la ubicación de los ásteres el fenómeno
que instala en el citoesqueleto la referencia que determina la ubicación
espacial del anillo contráctil de la citocinesis. La ubicación de los ásteres por un
lado determina la posición del eje del huso mitótico y, por otro, señalizarían –
probablemente por medio de los microtúbulos que a partir de él se extienden
radialmente hacia la periferia celular– la orientación en el espacio de los planos
división de la segmentación.
Fig. SC 2-1-1. El experimento ilustra el papel de los ásteres en la determinación
de la posición del anillo contráctil de la citocinesis. La compresión de la célula

120. 120
huevo con una pequeña esfera de vidrio interrumpe el progreso del primer
plano de clivaje. A. Con una esfera de vidrio se comprime la CH y se desplaza el
huso mitótico a la periferia. B-C. Cuando se produce la citocinesis, el plano de
clivaje se ubica a mitad de camino entre ambos ásteres. La esfera de vidrio
impide el progreso (profundización) del surco. D-E. Durante la segunda
segmentación se forman los surcos de segmentación correspondientes a los
dos husos mitóticos. Además, en la zona inferior, pese a que no hay un huso
mitótico y no corresponde a una célula que se está dividiendo, se forma un
surco de segmentación extra (cabeza de flecha gris).
Bibliografía
Houliston E, Elinson RP. (1999). Patterns of microtubule polymerization relating
to cortical rotation in Xenopus laevis eggs. Development. 112(1):107-17.
Rappaport R. (1971). Cytokinesis in animal cells. Int Rev Cytol. 31:169-213.
SC 2.2. PAPEL DE LA ADHESIVIDAD CELULAR DURANTE LA SEGMENTACIÓN. LA
POLARIZACIÓN Y COMPACTACIÓN DE LAS BLASTÓMERAS Y LA FORMACIÓN DE
LA MÓRULA. V. Flores
Algunos eventos morfogenéticos de la segmentación están mediados por
cambios en la intensidad de fuerzas interfaciales célula-célula (Fif c-c). Los
cambios en la intensidad de dichas fuerzas están involucrados tanto en la
compactación de las blastómeras que conduce a la mórula como también en la
cavitación que lo transforma en blástula.
Los cambios en la intensidad de las Fif c-c son resultado de cambios en la
organización química de superficie de las blastómeras. Estos cambios
dependen de modificaciones en el patrón de síntesis de moléculas de adhesión
celular o Cam (Cell adhession molecules). Desde los E2c-E4c, las blastómeras
cambian la expresión de algunas proteínas de superficie celular. Éstas, sin
embargo, ejercerán su efecto compactante sólo más adelante. Hasta el E4c,
algunas glicoproteínas de superficie celular se encuentran uniformemente
distribuidas, al azar, en la superficie de las blastómeras. Desde el E4c en
adelante, como modificación preparatoria para la compactación y formación
de la mórula, las blastómeras experimentan una redistribución y localización
asimétrica o polarización de algunas proteínas de membrana. Éstas se localizan
en regiones particulares de la superficie de las blastómeras. Algunas proteínas
se concentran en la zona más externa de las blastómeras (el polo opuesto al
centro del embrión) en tanto que otras se localizan internamente, en la zona
donde las blastómeras toman contacto entre sí. La proteína de adhesión celular
L-Cam, por ejemplo, se ubica preferencialmente en las zonas de contacto
intercelular en donde aparece alta intensidad de Fif c-c. El incremento de las

121. 121
Cam en las zonas de contacto intercelular y el incremento en la intensidad de la
Fif c-c hacen que las células se unan más fuertemente, disminuya el espacio
entre ellas, se compacten y, en conjunto, formen una masa celular maciza o
mórula.
Se sabe que el fenómeno de polarización depende de interacciones entre
blastómeras adyacentes. Diversas experiencias de disociación y reasociación de
blastómeras muestran que las blastómeras aisladas no sufren polarización; las
proteínas de membrana se distribuyen homogéneamente en el plano de la
membrana. Cuando se las asocia de a pares, la polarización reaparece.
La proteína L-Cam constituye un ejemplo de glicoproteína de superficie que
cumple un papel específico en la compactación. La incubación de embriones en
presencia de anticuerpos anti-L-Cam produce una rápida descompactación de
la mórula. Existen experimentos que sugieren que uno de los sistemas de
transducción de señales, la vía de señalización del fosfatidilinositol, está
involucrado en la compactación. La enzima proteína-quinasa C, de un modo no
dilucidado aún, actuaría sobre la localización de la L-Cam. Este hecho iniciaría la
compactación.
El citoesqueleto submembranoso y las proteínas de la membrana plasmática
desempeñan un papel importante en la compactación. Es precisamente en la
interface entre las membranas de blastómeras en contacto donde operan las
Fif c-c que producen su compactación. Las membranas de las blastómeras
correspondientes a las zonas de contacto generan pliegues o microvellosidades
con gran cantidad de microfilamentos. Se piensa que éstas contribuyen a
aumentar la superficie de contacto.
La organización de la mórula compactada es rápidamente estabilizada por el
desarrollo de complejos de unión, especialmente zónulas occludens entre las
células superficiales de la mórula. Estas uniones, por un lado, cumplen una
función estructural estabilizadora porque mantienen cohesionadas a las células
y las hacen resistentes a tensiones mecánicas. Por otro, dada su capacidad de
restringir el pasaje de moléculas a través de la vía paracelular, contribuyen a
definir un medioambiente bioquímicamente definido en el interior de la
mórula. Esto genera la condición necesaria para la ocurrencia del primer evento
de determinación durante el desarrollo de los mamíferos (SC 2.17. La primera
determinación. La expresión de combinatorias de factores de transcripción
específicas de tipo celular en la mórula y el blastocisto).
Bibliografía
Cockburn K, Rossant J. (2010). Making the blastocyst: lessons from the mouse. J

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SC 2.3. PROCESOS DE DIFERENCIACIÓN CELULAR DURANTE EL PERÍODO DE
SEGMENTACIÓN. ¿CÓMO SE GENERA DIVERSIDAD CELULAR DURANTE LA
SEGMENTACIÓN?. V. Flores
Existen muchos momentos típicos del desarrollo en los que a partir de una
población homogénea (formada por un único tipo celular con una potencia
dada) se generan dos o más tipos celulares con diferentes características y
potencias evolutivas. Éste es uno de los procesos involucrados en la génesis de
la complejidad pluricelular. El inicio de la segmentación implica la generación
de una cierta cantidad de blastómeras, morfológicamente similares y
equipotentes. Al final de la segmentación, la organización del blastocisto
depende de los fenómenos que operaron en ésta. El tipo de segmentación, a su
vez, depende de la organización citoplasmática original de la CH. En los
mamíferos, al final de la segmentación existen dos tipos celulares: a) células
que forman el embrioblasto (originarán tejidos embrionarios y algunos no
embrionarios) y b) células que forman el trofoblasto (originarán tejidos de la
placenta encargados de la nutrición del embrión).
Las blastómeras se forman por mitosis a partir de la CH. La mitosis mantiene la
similitud de la información genética que se transfiere de célula madre a células
hijas. Cada blastómera posee un citoplasma que corresponde a una fracción del
citoplasma de la CH –proveniente del ovocito II– y un núcleo con información
genética similar a la de la CH original. El interés por conocer cómo a partir de
una célula que se divide por mitosis pueden originarse dos o más tipos celulares
diferentes ha generado muchos e ingeniosos experimentos.
Papel de las señales externas y de las interacciones núcleo-citoplasmáticas [Int
n-c] en la especificación de tipo celular. La información genética reside en el
núcleo, pero los procesos fisicoquímicos por medio de los cuales se ejecutan
CCD y que confieren características morfológicas y/o funcionales típicas a las
células ya diferenciadas ocurren mayoritariamente en el citoplasma. Las Int n-c
constituyen la base de la diferenciación celular.
Numerosas evidencias sobre la importancia de las Int n-c para el
mantenimiento de la estructura y función de las células de cualquier organismo

123. 123
provienen de las clásicas experiencias de extirpación del núcleo en células de
vida libre: la extirpación del núcleo de una ameba no interrumpe sus funciones
vitales inmediatamente. Una ameba sin núcleo puede sobrevivir un tiempo
pero, finalmente, muere. Si, antes de un cierto tiempo crítico, se reintroduce el
núcleo en el citoplasma de la ameba, ésta recupera sus características normales
y sobrevive.
De modo similar, una CH enucleada puede iniciar el desarrollo. Se inicia la
segmentación, se desarrollan parcialmente blástulas, pero el desarrollo se
detiene antes de que se observen signos importantes de diferenciación. Esto
indica que la eliminación del material genético, con la consiguiente ausencia de
Int n-c, detiene el desarrollo.
La prosecución transitoria del desarrollo luego de la eliminación del núcleo no
implica que el citoplasma actúe con prescindencia de aquél. Sólo se debe a que
el citoplasma posee almacenados los productos de Int n-c realizadas antes de la
eliminación del núcleo, durante la ovogénesis, y que explican el fenómeno
denominado control genénico materno de la embriogénesis temprana (SC 2.4
El concepto control genético materno (CGM) de la embriogénesis temprana).
Si en algún momento las blastómeras empiezan a expresar CCD diferentes,
puede suponerse que en ellas se están realizando diferentes Int n-c. Desde el
punto de vista teórico, esta situación podría darse si las blastómeras:
(a) poseyeran información genética diferente, o si...
(b) poseyeran composiciones citoplasmáticas diferentes. Existe acuerdo con
respecto a que la primera condición no se cumple en mamíferos. La segunda
situación podría darse si:
(b1) durante la segmentación las blastómeras recibieran de la CH porciones de
citoplasma con factores determinantes citoplasmáticos diferentes, o si…
(b2) durante la segmentación las blastómeras sufrieran cambios
citoplasmáticos debidos a la recepción de estímulos ambientales diferentes y la
consiguiente activación de vías de señalización con diferentes efectos de
desarrollo.
En favor del punto (a) del párrafo anterior alguna vez se argumentó que la
información genética podría modificarse durante el desarrollo. El cambio en la
composición del ADN podría explicar que las Int n-c sean diferentes y así podría

124. 124
explicarse que las blastómeras expresen diferentes CCD y originen poblaciones
celulares diferentes.
Algunas experiencias clásicas de trasplante nuclear permitieron descartar la
opción (a). La experiencia consistió en transferir núcleos de distintos tipos de
células, que ya han iniciado su diferenciación, a CH previamente enucleadas. El
objetivo consistía en contrastar si los núcleos de células diferenciadas o en
diferenciación, trasplantados, son capaces de promover un desarrollo normal.
El fundamento se basó en la idea de que, si las CH núcleo-trasplantadas
originaran individuos normales, ello implicaría que la información genética de
los núcleos diferenciados o en diferenciación es similar a la de la CH.
Las experiencias de Briggs y King (1959) consistieron en el trasplante de núcleos
de células embrionarias somáticas (2n) (blastómeras del hemisferio animal de
blástulas avanzadas de rana Pipiens) a óvulos enucleados. Un porcentaje de
estas CH núcleo-trasplantadas se segmentaron y desarrollaron normalmente
hasta etapas larvarias avanzadas sugiriendo que la información genética de los
núcleos de blastómeras de blástulas avanzadas es similar a la de la CH que les
dio origen. Diversos resultados obtenidos en la década del 60 por Gurdon,
Laskey y otros, en la rana Xenopus Laevis permitieron aceptar, en general, la
idea de que la información genética de las células somáticas permanece sin
cambios cualitativos significativos a lo largo del desarrollo. En consecuencia,
desde el punto de vista cualitativo, la información genética es básicamente
similar en todas las células del organismo. Gurdon y cols. trasplantaron núcleos
de células somáticas diferenciadas (2n) a ovocitos enucleados. El desarrollo de
éstos dio origen a renacuajos normales y hasta algunos ejemplares adultos.
Todos estos resultados sugieren que el ADN del núcleo diferenciado
trasplantado, una vez en el citoplasma de la CH, es liberado de los procesos de
activación y represión génica sufridos durante el proceso de diferenciación. El
trasplante tendría el efecto de revertir la condición en la que se encuentra el
ADN del núcleo de la célula somática diferenciada a la condición original que
posee en el núcleo de la CH.
Los resultados clásicos han sido interpretados en el sentido de que el núcleo de
cada tipo particular de célula somática posee una combinación típica de genes
activados y reprimidos que es característica para cada tipo celular. Sin embargo,
el núcleo de una célula ya diferenciada, puesto en el citoplasma de la CH pasa a
comportarse como el núcleo de la CH. Sufre una reversión de los cambios
(activación y represión selectiva) ocurridos durante el desarrollo. Estas ideas son
la base de la clonación que en la actualidad se pueden realizar en diversas
especies, incluso en mamíferos. Las experiencias de trasplante nuclear, primero

125. 125
iniciadas en protozoarios y luego en CH de anfibios, se han podido aplicar con
éxito en mamíferos y hoy se sabe que los núcleos de células somáticas, aun de
organismos adultos, cuando son trasplantados a CH enucleadas son capaces de
promover el desarrollo hasta el estado adulto, aunque todavía no han sido
exhaustivamente analizadas todas las consecuencias perjudiciales que pueden
traer aparejadas las experiencias de trasplante nuclear.
Todos estos resultados experimentales muestran que la actividad nuclear es
regulada por moléculas que transitoriamente residen en el citoplasma y que, o
son generados en respuesta a moléculas señal provenientes del medio (señales
determinantes o permisivas) (SC 0.5. El concepto de determinación. Potencia y
significado evolutivos; SC El concepto de diferenciación celular. Criterios que
definen el grado de diferenciación) o también productos génicos de la propia
célula (factores de transcripción y otras moléculas que regula la expresión
génica). La operación de los CCD, en consecuencia, depende de la información
genética propia y de componentes del medioambiente con sentido biológico
(señales).
De acuerdo con los datos considerados, el origen de la diversidad o
diferenciación celular durante la ontogenia se centra en el punto (b) –las
diferencias citoplasmáticas entre las blastómeras–. El mecanismo principal por
medio del cual se introduce diversidad celular en el desarrollo temprano posee
modalidades diferentes según se trate de (b1) CH de organización determinada
–mosaico– o de (b2) CH de organización lábil o regulativa. A esta segunda
categoría pertenecen los huevos de mamíferos, entre ellos el hombre (véase SC
2.5. Los mamíferos poseen CH de regulación. La importancia de la polaridad A-
V en los experimentos de merotomía de la CH).
Bibliografía
Briggs R, King TJ. (1952). Transplantation of living nuclei from blastula cells into
enucleated frogs' eggs. Proc Natl Acad Sci. USA 38:455-63.
Briggs R, King TJ. (1959). Nucleocytoplasmic interactions in eggs and embryos.
In: The Cell (Eds. J. Brachet and A. E. Mirsk). New York: Academic Press. pp.537-
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transplanted from keratinized skin cells of adult frogs. J Embryol Exp Morphol.
34:93-112.
SC 2.4.EL CONCEPTO CONTROL GENÉTICO MATERNO (CGM) DE LA
EMBRIOGÉNESIS TEMPRANA. V. Flores

126. 126
La célula huevo (CH) constituye un sistema de desarrollo que posee a)
información genética cigótica, aportada por ambos progenitores, que se halla
en un estado apto para ser utilizada como inicio de un programa genético de
desarrollo y b) información citoplasmática ovocitaria representada por
moléculas informativas (diferentes tipos de ARN, proteínas, ribosomas, etc.)
sintetizadas y almacenadas durante la ovogénesis. La información
citoplasmática que posee la CH le es transferida por el ovocito II y fue
elaborada exclusivamente con la utilización del genoma materno. Ambos
conjuntos informativos son importantes pero el control de los CCD durante la
embriogénesis temprana, incluida la segmentación, depende principalmente
de la información citoplasmática de la CH, por ello se dice que se halla
fundamentalmente bajo CGM. El concepto no implica que los elementos
informativos que aporta el espermatozoide no influyan en absoluto en la
organización de los CCD, sólo enfatiza la importancia que poseen los que
aporta el ovocito. El CGM posee gran influencia en algunas especies y menor en
otras (mamíferos).
En las especies en las que existe un CGM riguroso se cumplen las siguientes
condiciones:
a) Varios CCD incluidos en la segmentación requieren proteínas y ARNm
sintetizados durante la ovogénesis y almacenados en el citoplasma del ovocito.
b) El genoma cigótico no se expresa durante el clivaje temprano. Recién lo hace
en la fase final de la segmentación o al principio de la gastrulación.
c) El cambio entre ambos tipos de control genético (CGM a CGC) es bastante
brusco, se denomina transición y ocurre en un momento típico del desarrollo.
El momento en el que se produce la transición (activación del CGC) para el caso
de algunos genes o algunos CCD puede ser detectado con precisión y ser
modificado experimentalmente.
1) Existen especies en las que el CGM de la proliferación se manifiesta por una
curva típica de incremento en el número de células en función del tiempo o en
función del número de ciclos celulares cumplidos (Fig.SC 2-4-1). Cuando se
pasa al CGC, la pendiente de la curva se modifica típicamente. A dicho punto se
denomina transición del control de la proliferación y ocurre en un número típico
de ciclos celulares.
2) Aumentando experimentalmente la cantidad de cromatina del núcleo de la
CH y, en consecuencia la de las blastómeras resultantes, se puede adelantar el

127. 127
momento en que se produce la transición. Si se aumenta al doble la cantidad
de cromatina, la transición ocurre un ciclo más temprano.
3) Si se disminuye la cantidad de cromatina a la mitad, la transición ocurre un
ciclo más tarde.
4) Otros experimentos muestran que, modificando el volumen citoplasmático y
dejando constante la cantidad de cromatina, se produce también un
desplazamiento en el momento de la transición.
Fig. SC 2-4-1. Evolución de la duración del ciclo celular y de su variabilidad en
función del número de ciclos medido en células disociadas de embriones de
Xenopus. Los primeros ciclos celulares están sincronizados y poseen una
duración típica de 35 minutos. Luego de la transición del control de la
proliferación (flecha), los ciclos celulares se alargan y pierden sincronización. La
línea negra representa la duración media del ciclo celular. Las líneas azules
representan el rango de dispersión del valor medio o variabilidad. Nótese que
luego de la transición también aumenta la variabilidad.
Por estos resultados, se considera que la transición depende del cambio en la
relación volumen nuclear/volumen citoplasmático (R vN/vC) que ocurre durante

128. 128
la segmentación. En sentido estricto, no se considera que el cambio en la
relación volumen N/C es el fenómeno desencadenante de la transición sino
que depende de cambios en la relación concentración de
cromatina/disponibilidad de factores inhibitorios luego de cada ciclo.
Nótese que, en ausencia de actividad biosintética, con cada citocinesis la
cantidad de factores inhibitorios que poseen las células se reduce a la mitad.
Sin embargo, dado que en cada ciclo, en el período S se duplica la cantidad de
ADN, en sucesivos ciclos se produce una dilución de factores inhibitorios en
relación con la cantidad de ADN por célula. Luego de un cierto número de
ciclos proliferativos, la cantidad de factores inhibitorios puede haberse diluido
hasta el punto en que ya no ejerce su efecto inhibitorio y los genes cigóticos se
activan.
Los mamíferos poseen CH pequeñas que no almacenan grandes cantidades de
moléculas informativas. En estos casos el control genético materno es menos
importante o duradero: a) existe menor cantidad de moléculas informativas
acumuladas en el ovocito, b) el genoma cigótico empieza a activarse ya durante
la segmentación temprana para producir las moléculas que participan en la
segmentación y c) con excepción de la adhesividad celular, no existe una
transición neta en otros CCD. El control materno es reemplazado desde
temprano y, al parecer, gradualmente por el cigótico.
Bibliografía
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midblastula stage. Cell. 30(3):675-86.
SC 2.5. LOS MAMÍFEROS POSEEN CH DE REGULACIÓN. LA IMPORTANCIA DE LA
POLARIDAD A-V EN LOS EXPERIMENTOS DE MEROTOMÍA DE LA CH. V. Flores
Dos conceptos clásicos aluden a diferentes comportamientos exhibidos por los
sistemas de desarrollo cuando son sometidos a experimentos en los que una
parte de éste es eliminado. En algunos casos, el desarrollo se altera, falta
aquella parte que hubiera sido formada por la porción eliminada. En otros, se

129. 129
forma una estructura completa y armónica. Este diferente comportamiento,
que clásicamente ha recibido diferentes designaciones y diferentes
interpretaciones, depende del carácter determinado o indeterminado del
sistema en cuestión en el momento en que se realiza el experimento de
ablación (SC 0.5. El concepto de determinación. Potencia y significado
evolutivos).
Todo CCD involucra la operación previa de diversas interacciones núcleo-
citoplasmáticas. La expresión de la información genética durante el desarrollo
embrionario puede depender de señales externas (provenientes de otras
células o del ambiente) que actúan en un momento dado y/o de moléculas
propias o endógenas que pudieron haber sido sintetizadas con mucha
anterioridad, almacenadas en el citoplasma y que actúan tiempo después.
Clásicamente se denominó “factores determinantes citoplasmáticos” a
sustancias no identificadas que, estando almacenadas en el citoplasma de una
célula en desarrollo determinan su modo de desarrollo y su destino evolutivo;
vale decir, determinan qué derivados originarán. En tales sistemas de desarrollo
puede ocurrir que determinantes citoplasmáticos almacenados en la CH se
repartan diferencialmente durante la segmentación de la CH de modo que,
dependiendo del tipo de determinantes citoplasmáticos que quedan en
diferentes blastómeras, ellas originan diferentes derivados. En tales situaciones,
la eliminación de alguna blastómera, o incluso de alguna porción del
citoplasma de la CH, puede dar lugar a la falta de aquella porción del embrión
que hubiera derivado de la blastómera eliminada. Algunas especies (moluscos,
helmintos, ascidias y otras) poseen CH con regiones citoplasmáticas
determinadas a formar sólo ciertas regiones del embrión y no otras. La
eliminación de dichas regiones citoplasmáticas ocasiona la producción de
embriones incompletos. Estos sistemas de desarrollo fueron concebidos
clásicamente como un mosaico de regiones diferentemente determinadas, vale
decir, con diferente potencia evolutiva. También se los ha denominado “con
organización rígida o determinada” o “sistemas heterogéneos” aludiendo a
que diferentes regiones citoplasmáticas poseen diferentes elementos
informativos y propiedades de desarrollo.
Existen modos de programación del desarrollo más plásticas en las que los
procesos de determinación se suceden gradualmente en función del tiempo.
En estos casos las señales determinantes o directrices van produciéndose
gradual y progresivamente (de lo general a lo particular) dependiendo del
estado de desarrollo. En tales sistemas las blastómeras que se forman durante
la segmentación se mantienen indeterminadas por períodos más prolongados,

130. 130
pues el ingreso a diversas vías de desarrollo no depende de determinantes
citoplasmáticos almacenados tiempo antes, sino de fenómenos interactivos
que se van sucediendo en función del estado de desarrollo alcanzado. Dado
que en tales sistemas las blastómeras no están determinadas, la eliminación de
algunas de ellas puede no comprometer el desarrollo global ya que, si las
restantes poseen potencia evolutiva amplia, pueden compartir la potencia de la
blastómera eliminada y, en consecuencia, pueden suplirla o reemplazarla. Estos
sistemas fueron concebidos clásicamente como poseedores de la capacidad de
“regular” los déficits o excesos y se denominaron sistemas con “capacidad
regulativa” o simplemente de “regulación”. También se los ha denominado
“sistemas no determinados”, “plásticos o lábiles” implicando estos términos
que poseen una organización que puede ser recompuesta (reorganizada)
luego de la eliminación de parte del embrión y que las diferentes blastómeras,
o regiones citoplasmáticas, no tienen un destino evolutivo fijo sino que pueden
modificar sus destinos en función de las interacciones que puedan realizar
durante el desarrollo. Estos sistemas también fueron denominados
clásicamente “homogéneos” en el sentido de que las propiedades de desarrollo
podrían estar uniformemente distribuidas en el citoplasma de la CH y de las
primeras blastómeras.
Existen experiencias que muestran que esto último no necesariamente se
cumple. Los experimentos clásicos que llevaron a los conceptos de regulación y
mosaico consistieron en la separación experimental de las dos primeras
blastómeras y su desarrollo en forma aislada. En estas circunstancias, en las
especies con CH de regulación se forman dos embriones más pequeños, pero
con plan anatómico normal (completo). En el caso de las CH en mosaico el
experimento da lugar a dos embriones incompletos (carecen de porciones del
organismo).
Algunos experimentos ulteriores sobre el desarrollo de partes aisladas de
sistemas de regulación –CH o embriones en segmentación– pusieron también
de manifiesto la importancia de la organización espacial del citoplasma y de la
polaridad A-V. Los experimentos de separación de partes de CH o blastómeras
y su desarrollo en forma aislada deben respetar ciertas referencias espaciales
para que la capacidad regulativa efectivamente se ponga de manifiesto.
1) En los huevos de anfibios las dos primeras blastómeras, una vez aisladas,
pueden generar embriones completos, sólo cuando el primer plano de clivaje
es meridional (contiene el eje A-V) y ambas blastómeras poseen componentes
de la semiluna gris (Fig. SC 2-5-1). Si una de las blastómeras aisladas carece de
tales componentes, no desarrolla un embrión.

131. 131
Fig. SC 2-5-1. Experiencias de separación de la dos primeras blastómeras y
capacidad regulativa de la CH de anfibio. A. La primera división es meridional y
ambas blastómeras contienen material de la semiluna gris. B. Sólo una de las
blastómeras posee material de la semiluna gris y es capaz de formar un
embrión completo.
2) Por otro lado, si se separan las mitades animal y vegetativa de CH o de
embriones en segmentación, y tales mitades son cultivadas en forma aislada,
ninguna de ambas mitades posee capacidad para formar un embrión completo
(Fig. SC 2-5-2). El conjunto de blastómeras correspondientes al hemisferio
animal exhibe tendencia a desarrollar estructuras de tipo ectodérmico y las de
la mitad vegetativa originan células de tipo endodérmico. En ambos casos, el
desarrollo se detiene rápido y las estructuras formadas terminan muriendo. Por
otro lado, ninguna de ambas origina células mesodérmicas.

132. 132
Normalmente, las células mesodérmicas se forman a partir de la zona
ecuatorial del casquete animal, pero su formación requiere que los hemisferios
animal y vegetativo se encuentren juntos. La capacidad o competencia para
formar células mesodérmicas que posee el casquete animal requiere una acción
directriz por parte del casquete vegetativo. Así, estas evidencias experimentales
de existencia de polaridad A-V fueron interpretadas en términos de que los
hemisferios animal y vegetativo poseen diferencias en su potencia de
desarrollo y que tales potencias se ponen de manifiesto parcialmente aun
cuando están aisladas. La formación del mesodermo, sin embargo, es un
proceso epigenético, vale decir, dependiente de acciones de unas células sobre
otras.
Fig. SC 2-5-2. Experiencias de separación de los hemisferios animal y vegetativo
de CH de anfibios. Las blastómeras del hemisferio animal reciben del hemisferio
vegetativo señales que les permiten determinarse en sentido mesodérmico. Las
blastómeras del hemisferio animal aisladas no originan mesodermo. Cuando
ambos hemisferios pueden interactuar, las blastómeras ecuatoriales del
hemisferio animal reciben estímulos (flechas) del hemisferio vegetativo que les
permiten diferenciarse en mesodermo.
Bibliografía
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133. 133
SC 2.6. COMPORTAMIENTOS CELULARES INVOLUCRADOS EN LA PRIMERA
DETERMINACIÓN. EN LOS MAMÍFEROS CON SÓLO TRES CÉLULAS SE
CONSTITUIRÍA EL EMBRIOBLASTO. V. Flores
El primer fenómeno de determinación en los mamíferos parece depender de la
instalación de una asimetría o polaridad interior-exterior que se instala en el
estado de mórula (embrión compactado). Tal polaridad consistiría en
diferencias en la composición molecular entre los medios externo e interno de
la mórula y diferencias entre las blastómeras que quedan periféricamente
distribuidas y que poseen parte de la superficie primaria del ovocito versus
células que quedan ubicadas internamente y pierden los componentes
relacionados con la superficie primaria del ovocito. El externo está definido por
las secreciones de las células del tracto genital femenino y el interno por la
actividad biosintética propia de las células de la mórula.
La organización espacial de las células de la mórula, resultante de la
compactación, se estabiliza por medio de zónulas occludens y desmosomas
desarrollados entre las blastómeras periféricas. Durante la compactación se
forman también uniones nexo, aunque la síntesis de sus proteínas
constituyentes –conexinas– se inicia ya desde el E4c. Aparte de su función
cohesiva las zónulas occludens cumplen otras dos funciones importantes para
el desarrollo. Por un lado, a) constituyen una barrera a la difusión lateral de las
proteínas en el plano de la membrana plasmática y ello permite definir dos
dominios en la membrana: uno apical y otro basolateral. Esto contribuye a
estabilizar la organización de la mórula y el estado polarizado de las
blastómeras externas. Por otro lado, b) las zónulas occludens sellan el espacio
entre células adyacentes restringiendo el pasaje de macromoléculas a través de
la vía paracelular. Esto permite delimitar y mantener un medio interno
embrionario bioquímicamente definido por las propias células embrionarias.
Los embriones de mamíferos son sistemas regulables (SC 2.5 Los mamíferos
poseen CH de regulación. La importancia de la polaridad A-V en los
experimentos de merotomía de la CH) y existen datos experimentales que
permitieron postular que entre los E2c y E8c las blastómeras son equipotentes.
Ello significa que todas pueden determinarse y diferenciarse en embrioblasto o
trofoblasto. Entre los E8c y E16c aparecen diferencias en la potencia evolutiva
de las blastómeras. Estas diferencias surgen, al parecer, como consecuencia de
diferencias en las interacciones célula-medioambiente. Luego de la
compactación y formación de zónulas occludens, las células centrales de la
mórula interactúan con un medioambiente diferente del medio externo del
embrión. Las células periféricas sin embargo pueden interactuar con el medio

134. 134
externo. Así, la determinación y el tipo de diferenciación que experimentará
una blastómera es dependiente de posición (interna o externa dentro de la
mórula). Las células centrales se determinan en MCI o embrioblasto y las
periféricas en MCE o trofoblasto.
En términos de CMD ello implica que, debido a su diferente posición, las células
externas e internas pueden estar sometidas a diferentes conjuntos de
moléculas señal. Éstas, por medio de diversas vías de transducción intracelular,
pueden desencadenar diferentes tipos de reprogramación de la información
genética de las blastómeras. Se piensa que las reprogramaciones estables e
irreversibles involucradas en fenómenos de determinación pueden implicar
tanto el ingreso en, o el egreso de, un estado apto para la transcripción de
genes de desarrollo y es sabido que, luego de la determinación, las blastómeras
internas y externas no expresan los mismos conjuntos de factores de
transcripción.
Dado que el desarrollo es interactivo, muchos fenómenos del desarrollo
dependen de una masa o un número crítico de células que garanticen su
ocurrencia. En un embrión de E16c, la mayor parte de las células posee
ubicación periférica. Muy pocas poseen posición central y, en consecuencia,
probabilidad de integrar el embrioblasto. ¿Con cuántas células se constituye el
embrioblasto más joven?
Aunque las blastómeras no se determinan hasta luego de la compactación y
formación de la mórula, ya en el E2c se puede identificar a la precursora de la
mayoría de las células que constituirán el embrioblasto; es la blastómera que
exhibe ventaja proliferativa. En los mamíferos existe un breve E3c pues una de
las blastómeras del E2c se divide un poco antes que la otra (ventaja
proliferativa). Las descendientes mantienen dicha ventaja proliferativa y de una
de ellas deriva el primer par de blastómeras que ingresa en el E8c. Las
descendientes de estas últimas poseen mayor probabilidad que las restantes de
ubicarse en la zona central de la mórula. Así, del comportamiento proliferativo
de las blastómeras y de sus características adhesivas surgiría una mayor
probabilidad, para la célula que se divide primero en el E2c, de originar a
aquellas que constituirán el MCI. Ello no implica que tal célula ya se encuentre
determinada a formar el embrioblasto. Existen indicios de que la determinación
en sentido embrioblástico se inicia entre E8c y E16c. Ello no implica que las
células externas se determinen en sentido trofoblástico al mismo tiempo.
Por medio de experimentos de construcción de embriones quiméricos
(formados por células de individuos de diferentes cepas) se ha podido estimar
cuántas células constituyen el embrioblasto más joven. Si las blastómeras de

135. 135
dos embriones de ratón (E4c), uno proveniente de una cepa negra y otro de
una blanca, son reasociadas, se puede constituir un embrión quimérico de 8
células. Éste puede ser implantado en una madre que los geste hasta el
nacimiento. Desde el punto de vista estadístico, cuanto mayor sea el número de
células implicadas en la formación del MCI, menor será la proporción de
ratones “puros” (de la cepa blanca o negra) obtenibles por este método, y
mayor será la proporción de descendientes con células de ambas cepas
(manchados). Si el MCI se constituyera con a) una sola célula, los ratones
tendrían que ser blancos o negros; existiría 50% de probabilidades de ser
blanco y 50% de ser negro y la probabilidad de ser “manchado” (mezcla de
blanco y negro) sería 0%. Si el MCI se constituyera con b) dos células, habría
50% de probabilidades de ser puro (25% de probabilidades de ser blanco +
25% de ser negro) y 50% de probabilidades de ser “manchado”. Si el MCI se
constituyera con 3 células sólo 2/8 de los descendientes (25%) serían puros
(12,5% blancos y 12,5% negros) y 6/8 de los descendientes (75%) serían
manchados. Los resultados de este tipo de experimentos indican que 3 es el
número de células que, probablemente, se determinan en sentido
embrioblástico y constituyen el MCI.
Bibliografía
Fleming T P. (1987). Quantitative analysis of cell allocation to trophectoderm
and inner cell mass in the mouse embryo. Dev Biol. 119:520–31.
Mintz B. (1964). Formation of genetically mosaic mouse embryos, and early
development of "lethal (t12/t12)-normal" mosaics. J Exp Zool. 157:273-92.
Pedersen RA, Wu K, Batakier H. (1986). Origin of the inner cell mass in mouse
embryos: Cell lineage analysis by microinjection. Dev Biol. 117:581–95
Tarkowski AK, Ozdzeński W, Czołowska R. (2001). How many blastomeres of
the 4-cell embryo contribute cells to the mouse body? Int J Dev Biol. 45(7):811-
6.
SC 2.7. LA MORFOLOGÍA Y LA POLARIDAD DE LAS CÉLULAS HUEVOS. V. Flores
Comparadas con otras especies, las CH de mamíferos exhiben pocas evidencias
estructurales de polaridad animal-vegativa (A-V). Existen especies en las que la
importancia de la polaridad A-V radica en que los hemisferios A y V poseen
diferentes potencias de desarrollo, y el desarrollo normal requiere la interacción
entre ambos hemisferios. Si en tales especies se separan los hemisferios A y V
(en el estado de CH o de blástula), se puede demostrar que ambas evolucionan
diferentemente (SC 2.5. Los mamíferos poseen CH de regulación. La
importancia de la polaridad A-V en los experimentos de merotomía de la CH).

136. 136
Las características de la CH dependen principalmente de las de la gameta
femenina (ovocito II) que aporta la mayor parte de su estructura. La gameta
femenina constituye un sistema de desarrollo en latencia. Su complejidad se
expresa, más que por su estructura, por a) la dinámica de la redistribución de
elementos citoplasmáticos que sufre luego de la fecundación, b) por los
procesos involucrados en su activación (SC La activación del ovocito y la
activación del programa de la embriogénesis temprana. El contacto
espermatozoide-ovocito como señal para el inicio de vías de señalización
intracelular) y por c) la organización temporal y espacial de los CMyCD que
ocurren durante la segmentación (SC Los comportamientos celulares de la
segmentación se hallan temporal y espacialmente organizados; SC El concepto
control genético materno (CGM) de la embriogénesis temprana).
La morfología de las CH varía en distintas especies (diferentes tamaños,
distribución de elementos citoplasmáticos, cantidad y distribución de vitelo,
etc.). A estas diferencias se agregan las diferentes formas de segmentación que
ellas realizan, que son resultado de adaptaciones evolutivas diferentes. En el
hombre, que posee placenta y el embrión se nutre a partir del medio interno
materno, la CH posee escasa cantidad de vitelo (oligolecítico).
La CH posee estructura aparentemente simple. Decía C. W. Bodemer, en su
clásica Embriología Moderna, que las CH no poseen una organización que
permita suponer la complejidad estructural del animal que de él deriva; […]
que su apariencia es tan simple que decepciona. Sin embargo, posee la
información y organización necesarias para alcanzar tal complejidad. Las CH
poseen cifrada, en términos de moléculas con valor informativo, la información
necesaria para el inicio y prosecución de secuencias de eventos que conducen a
la elaboración de los diferentes fenotipos que exhiben los organismos
pluricelulares.
Un indicio claro de la existencia de organización es la posesión de la propiedad,
ya mencionada, denominada polaridad. Ésta posee tanto manifestaciones
estructurales como conductuales. Todos los ovocitos tienen estructura
polarizada: poseen un polo A y un polo V que definen una entidad informativa,
el eje A-V que, desde el punto de vista teórico, puede asimilarse a una entidad
vectorial. Algunos autores sin embargo coinciden en proponer que para el caso
de los mamíferos el eje A-V no posee el mismo valor informativo que en los
animales inferiores. En los mamíferos su importancia estaría restringida a la
organización espacial de la CH necesaria para la realización de una meiosis
espacialmente organizada y se ha propuesto la designación de eje meiótico.
Con respecto a la importancia del concepto de polaridad y las evidencias

137. 137
experimentales de su existencia, véase SC Polaridad de la CH y organización
citoplasmática. Evidencias experimentales y SC 2.9. La no equivalencia de las
blastómeras del E4c de los mamíferos. En general, la existencia del eje A-V es
revelada estructuralmente por a) la distribución organoides, b) la distribución
de inclusiones subcelulares, c) las diferencias regionales en la corteza y d) la
distribución asimétrica de diversos productos génicos.
Si bien existen muchas observaciones e ideas acerca de la instalación de la
polaridad, no existe una explicación universal satisfactoria sobre su génesis en
las CH. No queda claro si es la distribución asimétrica de los elementos
mencionados lo que instala la polaridad o si, por el contrario, tal distribución es
la manifestación de una polaridad instalada por factores organizativos aún no
detectados.
Existen experiencias clásicas sobre estas preguntas:
1) En los erizos de mar, que poseen CH grandes, la centrifugación de ovocitos
permite alterar la organización espacial del citoplasma desplazando los
organoides e inclusiones citoplasmáticos de sus posiciones normales. El
procedimiento hace que los elementos citoplasmáticos se desordenen y
estratifiquen.
2) Si se deja el ovocito en reposo, durante un cierto tiempo, los elementos
citoplasmáticos se reordenan y vuelven a sus posiciones originales. El resultado
sugiere que la disposición de los organoides e inclusiones citoplasmáticos
depende de algún elemento o elementos que no fueron afectados por la
centrifugación.
3) Si el óvulo de erizo de mar es centrifugado y a continuación fecundado, con
sus elementos citoplasmáticos “desordenados”, el desarrollo embrionario no se
altera. Este resultado indica que el patrón de organización del ovocito,
necesario para dirigir el desarrollo normal, no se altera aun cuando sus
organoides e inclusiones hayan sido desplazados de su ubicación normal.
4) La centrifugación no modifica la posición de los gránulos y vesículas que se
encuentran en la corteza, lo que ha hecho postular que la organización del
óvulo podría depender de moléculas asociadas a la organización del
citoesqueleto cortical que es la región del ovocito que posee la estructura y
configuración más estable.
Bibliografía
Immers J. (1960). Studies on cytoplasmic components of sea urchin eggs

138. 138
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Plusa B, Grabarek JB, Piotrowska K, Glover DM, Zernicka-Goetz M. (2002). Site
of the previous meiotic division defines cleavage orientation in the mouse
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Zernicka-Goetz M. (2004). First cell fate decisions and spatial patterning in the
early mouse embryo. Semin Cell Dev Biol. 15(5):563-72.
SC 2.8. ¿Es la segmentación rotacional de las CH de mamíferos esencial para el
desarrollo normal? V. Flores
En muchos mamíferos, a diferencia de la mayoría de las otras especies de
vertebrados, la segmentación es holoblástica y rotacional. El primer término
alude a que la CH y las siguientes blastómeras realizan citocinesis completa. El
término rotacional alude al modo como se orienta en el espacio el segundo
plano de clivaje; vale decir el plano de división de las dos primeras blastómeras.
En la primera división el plano de clivaje es meridional (contiene al eje
meiótico). En la segunda división, el plano de clivaje es meridional en una de las
blastómeras pero es ecuatorial en la otra. Existe una inclinación de 90º entre
dichos planos y a dicha característica se ha denominado rotacional.
La posición del primer plano de clivaje depende de dos puntos de referencia, la
ubicación del segundo glóbulo polar que se mantiene comunicado con la CH
por un puente citoplasmático y la posición del cono de fertilización que queda
en la corteza de la CH en el sitio a través del cual penetra el espermatozoide. En
un porcentaje alto de casos (75%), el primer plano de segmentación pasa cerca
de estos dos elementos. Con frecuencia ocurre que estos dos elementos
quedan en una de las blastómeras. Se ha mostrado que la blastómera que
posee el cono de fertilización –que contiene elementos que se hallaban en la
membrana del espermatozoide, y quizás otros elementos– o la mayor parte de
éste posee ciclos proliferativos más breves y se divide antes que la otra. A dicho
fenómeno se ha denominado ventaja proliferativa. Por otro lado, dicha
blastómera posee los elementos de referencia que condicionan la posición del
plano de clivaje y, con alta frecuencia, se divide nuevamente según un plano de
clivaje meridional. La otra blastómera, la que se divide más tarde, en general lo
hace según un plano de segmentación ecuatorial. A este tipo de patrón de
segmentación se ha denominado ME (primero Meridional-segundo Ecuatorial)
y tiene como característica que el embrión del E4c es tetraédico.

139. 139
Fig. SC 2-8-1. Embriones de E4c resultantes de las tres modalidades de
segmentación. A. La modalidad ME origina dos blastómeras AV, una
blastómera A (animal) y una V (vegetativa). B. La modalidad MM origina cuatro
blastómeras AV. C. La modalidad EE origina dos blastómeras A y dos V.
Descripción en el texto.
Aparte de estas diferencias entre las dos primeras blastómeras, existen otras
que permiten considerar que no son exactamente equivalentes (SC 2-9. La no
equivalencia de las blastómeras del E4c de los mamíferos), lo que hace suponer
que tales elementos no sólo instalan un sistema de referencia para los planos
de clivaje sino que también constituyen un sistema de referencia necesario para
la correcta organización de ciertos eventos del desarrollo. Esta no equivalencia
sólo es puesta de manifiesto cuando las diferentes blastómeras son puestas a
desarrollar unas independientemente de las otras. Cuando las cuatro primeras
blastómeras están juntas conformando un sistema de desarrollo con capacidad
regulativa, no se advierten diferencias significativas en su capacidad de
desarrollo hasta el momento de la primera determinación.
Pese a que la posición de unas blastómeras respecto de otras parece ser un
factor fundamental para el desarrollo, dichas posiciones relativas no son un
factor esencial, en tanto las blastómeras se hallen juntas. Tanto es así que, en
las especies que poseen segmentación rotacional, no necesariamente todas las
CH efectivamente se segmentan rotacionalmente. En el ratón, que posee
segmentación rotacional, sólo un 81% de las CH segmentan según dicha
modalidad. Existe un 11% de casos en los que las dos primeras blastómeras se
dividen según un plano de clivaje meridional (patrón denominado MM) y un
8% de casos en los que ambas se dividen según planos ecuatoriales (patrón EE).
En los tres casos, las posiciones relativas de las cuatro primeras blastómeras son
diferentes. Sin embargo, en todos los casos, el desarrollo puede ser normal

140. 140
aunque existen diferencias estadísticas significativas en la viabilidad de los
embriones originados según estos tres tipos diferentes de patrones de
segmentación. Este hecho no sorprende si se considera que los embriones
tempranos de mamíferos, hasta el momento de la primera determinación,
constituyen sistemas con capacidad regulativa. Es probable que, en tanto
alguna o algunas de las blastómeras presentes operen como sistema de
referencia para las otras, el sistema posea la capacidad de organizarse y
desarrollar normalmente. De todos modos, estadísticamente puede mostrarse
que el tipo de segmentación EE compromete el desarrollo ya que un porcentaje
significativamente menor de estos embriones llega al final del desarrollo.
Estos experimentos sugieren que existe una tendencia, representada por una
mayor probabilidad de ocurrencia, a la producción del tipo de segmentación
ME y EM, pero que tales patrones no están rigurosamente definidos. Los
resultados también sugieren que la formación del embrión de E4c tetraédrico
no es indispensable ya que los embriones resultantes de los otros tipos de
segmentación también pueden desarrollarse normalmente hasta el final. Sin
embargo, los embriones tienen diferencias representadas por la diferente
probabilidad de llegar al final del desarrollo y producir un individuo normal.
Diversos estudios estadísticos muestran que el 91% de los embriones
tetraédricos (patrones de segmentación ME y EM) se desarrollan hasta el final y
originan embriones normales. Una proporción menor, pero alta, (85%) de los
embriones resultantes de segmentaciones MM llegan al final del desarrollo. Sin
embargo, una proporción significativamente menor, de sólo 35%, de los
embriones resultantes de segmentaciones del tipo EE llega al final del
desarrollo.
Bibliografía
Gardner RL. (2002). Experimental analysis of second cleavage in the mouse.
Hum Reprod.17(12):3178-89.
Piotrowska-Nitsche K, Zernicka-Goetz M. (2005). Spatial arrangement of
individual 4-cell stage blastomeres and the order in which they are generated
correlate with blastocyst pattern in the mouse embryo. Mech Dev. 122(4):487-
500.
SC 2.9. La no equivalencia de las blastómeras del E4c de los mamíferos. V. Flores,
M. Rapacioli
En erizos de mar, anfibios y otros vertebrados, la manifestación más clara de
polaridad animal-vegetativa (A-V) es la diferencia en las tendencias de
desarrollo exhibidas por las blastómeras de los hemisferios A y V. Cuando los
hemisferios A y V son separados y cultivados en forma aislada, las blastómeras

141. 141
del hemisferio A tienden a generar tejidos ectodérmicos, en tanto que las del V
tejidos endodérmicos. Además ninguno de ambos conjuntos de blastómeras es
capaz de completar el desarrollo (SC 2.5. Los mamíferos poseen CH de
regulación. La importancia de la polaridad A-V en los experimentos de
merotomía de la CH). Experimentos de disociación y reasociación de
blastómeras de embriones de ratón realizados en el E4c muestran que, aunque
el embrión posea capacidad regulativa, las cuatro blastómeras no son
equivalentes desde el punto de vista de sus comportamientos de desarrollo y
quizá desde el punto de vista de sus capacidades para organizar el desarrollo
de las demás.
Las blastómeras de embriones de E4c resultantes de segmentaciones
rotacionales se disponen en el espacio como se ilustra en la figura SC 2-9-1. Las
blastómeras ubicadas en las posiciones 1 y 2 de dicha figura son hijas de la
blastómera que en el E2c posee ventaja proliferativa y se divide
meridionalmente, vale decir, la blastómera que luego de la división de la CH
retiene los elementos que sirven de referencia para la segmentación: el 2.º
glóbulo polar y el cono de fertilización. Las blastómeras ubicadas en las
posiciones 3 y 4 son las hijas de la blastómera que perdió dichos elementos de
referencia. Una de ellas (3) tiene cierta relación de cercanía con el polo meiótico
(lugar por donde se eliminan los glóbulos polares) en tanto que la otra (4)
pierde toda vinculación con dicho polo.
Dado que las blastómeras conforman un embrión con capacidad regulativa,
durante el desarrollo normal no se advierten diferencias en la potencia
evolutiva de las blastómeras hasta que ocurre la primera determinación. Sin
embargo, las experiencias de disociación y reagregación de blastómeras
ofrecen indicios de que, al menos desde el punto de vista informativo u
organizativo, no son equivalentes. Esta no equivalencia sólo es puesta de
manifiesto cuando las blastómeras que se hallan diferentemente posicionadas
son puestas a desarrollar independientemente de las otras.
Los experimentos de disociación y reasociación de blastómeras muestran que al
menos existen tres tipos diferentes de blastómeras desde el punto de vista de
sus capacidades para promover el desarrollo normal:
a) Si se generan embriones quiméricos reasociando tres blastómeras de tipo 1 o
2 (blastómeras A-V) y se los deja evolucionar, originan blastocistos normales
que, cuando son transferidos al útero de ratones hembra en estado apropiado
para la implantación, la mayoría de ellos (70-90%) llegan al final del desarrollo.

142. 142
b) Si se generan embriones quiméricos reasociando blastómeras de tipo 3
(blastómeras A), estos embriones sólo llegan hasta el estado de mórula o
tardan más tiempo en llegar al estado de blastocisto y poseen un número
escaso de células. Una vez transferidos al útero, sólo un 27% llega al final del
desarrollo.
c) La generación de embriones quiméricos reasociando blastómeras de tipo 4
(blastómeras V) lleva a un peor resultado. En su mayoría detienen su desarrollo
en estado de mórula u originan blastocistos con un número inferior de células y
de desarrollo más lento. Luego de ser transferidos al útero, ninguno alcanza el
final del desarrollo.
Fig. SC 2-9-1. Ilustra la generación y evolución de embriones quiméricos
originados por medio de la reasociación de un único tipo de blastómeras (AV, A
o V) obtenidas a partir de la disociación de embriones de E4c tetraédricos.
Modificado de Zernicka-Goetz, 2005.
Es importante remarcar que las diferencias mencionadas entre las blastómeras
1 y 2, por un lado, y la 3 y la 4 por otro, no se refieren a diferencias en las
potencias citogenéticas entre ellas. Esto se muestra por el hecho de que todas
poseen la capacidad de determinarse en sentido embrioblástico y trofoblástico
y que tal determinación ocurre recién entre los E8c y E16c.
La no equivalencia puede ser interpretada en términos de diferencias en la
capacidad informativa de las blastómeras. Es probable que las blastómeras que
retienen elementos que sirven de referencia poseen mayor capacidad

143. 143
informativa (mayor capacidad de organizar los CCD de las blastómeras del
embrión) que las blastómeras que pierden dichos elementos.
La no equivalencia podría poseer un papel en el establecimiento de la
polaridad céfalo-caudal del embrioblasto. Sobre todo si se considera que,
mayoritariamente, las células que lo integran derivan de la blastómera que en
el E2c posee los elementos de referencia (2.º glóbulo polar y cono de
fertilización). Vale decir, derivan de la blastómera que posee ventaja
proliferativa y se divide meridionalmente.
Se han hallado diferencias en el nivel molecular entre las blastómeras del E4c
resultantes de segmentaciones rotacionales de ambos tipos (casos ME y EM)
que podrían explicar, al menos en parte, estas diferencias. Las blastómeras del
E4c que originan las células del polo embrionario poseen mayores niveles de
metilación de argininas de la histona H3 (SC ¿Son las blastómeras del embrión
del E4c diferentes desde el punto de vista de su potencia citogenética? Muchos
resultados conflictivos y una hipótesis conciliadora). También se observó que la
sobreexpresión de la enzima metiltransferasa específica de argininas de la
histona H3 en una blastómera dirige a las células derivadas de ella en sentido
embrioblástico y genera un incremento en la expresión de los factores de
transcripción Nanog y Sox2.
Bibliografía
Piotrowska-Nitsche K, Perea-Gomez A, Haraguchi S, Zernicka-Goetz M. (2005).
Four-cell stage mouse blastomeres have different developmental properties.
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Piotrowska-Nitsche K, Zernicka-Goetz M. (2005). Spatial arrangement of
individual 4-cell stage blastomeres and the order in which they are generated
correlate with blastocyst pattern in the mouse embryo. Mech Dev. 122(4):487-
500.
Zernicka-Goetz M. (2005). Cleavage pattern and emerging asymmetry of the
mouse embryo. Nat Rev Mol Cell Biol. 6(12):919-28.
GASTRULACIÓN
SC 2.10. Concepto de territorio presuntivo. Su base experimental.
Consideraciones teóricas. V. Flores
Es éste un concepto clásico que surgió a raíz de a) observaciones realizadas por
medio de marcaciones supravitales(*)
de células de diferentes regiones del
epiblasto pregastrular con el objeto de construir mapas de destinos de éstas y

144. 144
b) resultados de trasplantes de células de un lugar a otro del epiblasto
pregastrular de embriones de pollo.
La marcación de células de diferentes regiones del epiblasto pregastrular con
colorantes supravitales permite ver que las células se desplazan, de modo típico
y constante, desde sus sitios originales (sitios en los que fue puesta la marca) a
otras regiones embrionarias. Resultados similares se obtuvieron en muchas
especies.
Estos resultados revelan la existencia de diferentes patrones típicos de
desplazamientos propios de diferentes regiones del epiblasto pregastrular. En
consecuencia, permiten identificar, antes de la gastrulación, territorios que se
distinguen sólo por los patrones de desplazamiento que exhiben durante la
gastrulación las células que los ocupan.
¿Dependen las diferencias en los patrones de migración de diferencias
intrínsecas, sin manifestación morfológica, entre las células? ¿Se hallan las
células de diferentes regiones determinadas a migrar diferentemente? ¿Se
hallan las células de las diferentes regiones determinadas a formar los
derivados que originan? Vale decir, ¿poseen diferente potencia las células de
diferentes regiones? Diversas experiencias de trasplante de células, de una
región a otra del epiblasto, muestran que las células trasplantadas exhiben el
comportamiento migratorio correspondiente a la región a la cual son
trasplantadas. Es decir, se comportan de un modo acorde con su nueva
posición. Por ejemplo, si las células del territorio presuntivo (TP) del ectodermo
epidérmico son trasplantadas al TP del mesodermo, ellas migran como las
células de su “nueva región”, pasan a ubicarse en la hoja media del embrión y
en esa ubicación se diferencian en células mesodérmicas. Vale decir, adquieren
un modo de evolución, dependiente de su nueva posición, que no hubieran
podido exhibir en su ubicación original. Estos resultados muestran que las
células de diferentes regiones, aunque poseen diferentes destinos, comparten
parte de su potencia evolutiva.
Las regiones identificadas en el epiblasto fueron denominadas “territorios”
presuntivos con la idea de enfatizar que no es en las células donde radican las
diferencias que las llevan a migrar diferentemente, sino en los lugares que
ocupan dentro del epiblasto.
Este tipo de resultados ha permitido postular que:

145. 145
a) El comportamiento migratorio de las células epiblásticas es una propiedad
dependiente de posición y no de diferencias intrínsecas entre células. Vale
decir, las diferencias radican en el “lugar” que ocupan las células.
b) Las células de algunos TP son equipotentes. Es decir, no están determinadas
a originar los derivados típicos del TP que ocupan sino que comparten su
potencia con células de otros territorios.
c) El hecho de que las células de un TP originen típicamente ciertos derivados se
debería a que, al ocupar un cierto TP, realizan los desplazamientos típicos de
éste, finalizan la gastrulación en un cierto lugar y allí se determinan en relación
con los estímulos que reciban. Cuando las células son trasplantadas a otro TP,
siguen otro camino, se detienen en otro sitio, reciben estímulos determinantes
distintos y se diferencian en los tejidos embrionarios correspondientes al TP al
cual fueron trasplantadas.
La noción de equipotencia de los TP, extraída de las experiencias de trasplante
de células de TP, es aplicable sólo a aquellas poblaciones celulares cuya función
es estructural. Se trata de la potencia para originar diferentes tipos celulares.
Cuando se trata de TP de estructuras axiles, como el TP de la notocorda, cuyo
papel es de carácter informativo y sirve como sistema de referencia que
organiza en torno suyo a los demás tejidos embrionarios, las conclusiones de
los experimentos de trasplante no son comparables. El nódulo de Hensen, dado
su carácter de organizador, cumple dicha función en cualquier lugar en se halle.
Desde el punto de vista teórico podría decirse que la notocorda no puede ser
cambiada de lugar pues, ejerciendo sus células el rol de sistema de referencia
para todas las demás, cualquiera sea el lugar que ocupe opera como
organizador y punto de referencia que especifica el lugar de los restantes
territorios.
Así, el concepto de TP enfatiza la idea de propiedad dependiente de posición;
jerarquiza la idea de “lugar” o “dominio” que ocupan las células, antes que las
células mismas. De ahí la designación de “territorio de…” en lugar de
“población celular precursora de…”.
Los desplazamientos, y otros CCD, que realizan las células durante la
gastrulación dependen de fenómenos de control que operan, por un lado, en
el dominio del tiempo y, por otro, en el del espacio. Éstos últimos dependen de
las características de la matriz extracelular que rodea a las células y de las
señales que a través de ella difunden desde las poblaciones celulares
organizadoras.

146. 146
La hipótesis más aceptada para explicar la asimetría en la fuerza interfacial
célula-sustrato (Fif c-s) necesaria para toda migración celular dirigida es la
distribución asimétrica (en forma de gradientes temporales y/o espaciales) de
los componentes macromoleculares de la matriz extracelular que median la
adhesión (SC 2.11. Comportamientos moleculares involucrados en la migración
celular dirigida; SC El concepto de migración celular dirigida. Papel de
desarrollo. El concepto de haptotaxis. Papel del citoesqueleto y de la fuerzas
interfaciales célula-sustrato (Fif c-s); SC Características de la célula migratoria.
Los sitios de adhesión célula-sustrato son también dispositivos para sensar el
ambiente; SC 0.20. La intensidad de la fuerza interfacial célula-matriz
extracelular participa en la regulación de la forma celular y la migración
celular).
Con respecto a cómo podría controlarse la gastrulación en el dominio del
tiempo, se ha postulado que el proceso estaría regulado por un control
temporal de (a) la aparición de la capacidad migratoria y (b) la aparición de
moléculas de adhesión en la matriz extracelular:
(a) Lo primero se basa en que, en algunas especies (anfibios), se ha visto que las
células embrionarias disociadas y cultivadas desde antes de que se inicie la
gastrulación (estado pregastrular) se mantienen inmóviles hasta el momento
que correspondería al inicio de la gastrulación. En ese momento, las células
disociadas y cultivadas adquieren capacidad migratoria. Este resultado sugiere
que en el estado pregastrular las células ya estaban
programadas para iniciar desplazamientos en el momento de la gastrulación.
En dichas condiciones experimentales, los desplazamientos que realizan las
células son desorganizados pues se encuentran en un medio de cultivo en el
que no existe una organización espacial definida del sustrato.
(b) Lo segundo está avalado por el hecho de que observaciones realizadas en
embriones de diversas especies muestran una distribución regional
característica de moléculas de la matriz extracelular respecto de las cuales las
células poseen en general alta afinidad (laminina, fibronectina, etc.). La
distribución que algunas de ellas exhiben sugiere que existen variaciones
temporales y espaciales que podrían instalar los gradientes en la intensidad de
las Fif c-s de adhesión necesarios para guiar los movimientos celulares. Por otro
lado, además de encontrarse en el lugar adecuado, aparecen y desaparecen de
esas regiones según patrones cronológicos coherentes con los de los
movimientos celulares. Así, se ha postulado que las células seguirían
“corredores” marcados por las moléculas de la matriz extracelular. Los avances
biotecnológicos permiten en la actualidad generar medios de cultivo con

147. 147
sustratos de composición química definida y distribuidos en el espacio en
forma de corredores. En estas condiciones se constata que las células
migratorias transitan preferentemente a través de los corredores ocupados por
macromoléculas que estimulan la migración.
Pese a la dificultad en compatibilizar todos los datos presentados, desde el
punto de vista didáctico, podría elaborarse un concepto de TP que integre las
siguientes pautas:
Un territorio presuntivo…
a) Corresponde a un dominio o lugar del epiblasto pregastrular…
b) …ocupado o integrado por células con capacidad migratoria
c) Los TP son equipotentes desde el punto de vista citogenético e
histogenético, …
d) …vale decir, poseen grados de determinación similares
e) Los TP realizan desplazamientos en forma integrada: sincronizados en el
tiempo y ordenados en el espacio y…
f) …exhiben patrones de desplazamiento típicos y constantes para cada
especie y para cada TP, por lo cual,
g) …concluyen sus desplazamientos en diferentes regiones del embrión
postgastrular
h) En sus lugares definitivos en el embrión trilaminar sufren diferentes
fenómenos de determinación dependientes de las señales determinantes que
reciben en cada una de dichas regiones. Estas señales pueden ser moléculas
solubles, componentes de la matriz extracelular, o moléculas expuestas en la
superficie de otras células.
(*) Se denomina marcación o tinción supravital al procedimiento que permite
marcar y visualizar a una célula sin comprometer su sobrevida ni su
comportamiento de desarrollo. Permiten el seguimiento de células
embrionarias o sus descendientes en función del espacio y/o del tiempo.
Bibliografía
Hatada Y, Stern CD. (1994). A fate map of the epiblast of the early chick
embryo. Development. 120(10):2879-89.

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Vitalfarbung. I. Methodik und Wirkungsweise der ortlichen Vitalfarbung mit
Agar als Farbtrager. Roux Arch Entw-Mech Organ. 106, 542-610.
SC 2.11. Comportamientos moleculares involucrados en la migración celular
dirigida. V. Flores
Se denominan procesos de migración celular dirigidos aquellos en los que las
células se desplazan siguiendo trayectos preferenciales instalados por las
condiciones fisicoquímicas del medio en el que se desplazan. En este tipo de
migración celular, los vectores de desplazamiento instantáneos
correspondientes a las diferentes direcciones del espacio no poseen la misma
probabilidad y ello se debe a que el medio se encuentra espacialmente
organizado. Tal organización, en general, consiste en la distribución asimétrica
de moléculas que influyen sobre el desplazamiento.
Como en el caso de cualquier proceso de migración se requieren a) moléculas
del citoesqueleto con capacidad de generar fuerzas mecánicas que produzcan
deformaciones de la superficie celular como, por ejemplo, filamentos de actina,
proteínas asociadas para generar fascículos paralelos separados por una
distancia óptima, miosina-II, etc. La emisión de seudopodios, filipodios o
membranas ondulantes constituye una deformación y requiere la operación de
fuerzas.
Las bicapas lipídicas de la membrana plasmática no poseen la capacidad de
producir presiones ni generar tensiones que puedan producir deformaciones
de la célula y menos aún desplazamientos pues, desde el punto de vista físico,
constituyen un fluido. En consecuencia, las células migrantes poseen sitios de
membrana especializados que consisten en grandes b) complejos
macromoleculares denominados contactos focales. En los contactos focales, las
fuerzas generadas internamente pueden ser transmitidas al exterior puesto
que poseen, entre sus componentes, c) algunas proteínas (vinculina, α-actinina,
talina, filamina) que los vinculan fuertemente con el citoesqueleto y d)
proteínas que poseen alta afinidad por componentes de la matriz extracelular
(integrinas). Así, los “contactos focales” se anclan, por un lado, al citoesqueleto
y, por otro, a la matriz extracelular y operan como puntos de apoyo para la
operación de fuerzas de tracción. Las células migratorias también poseen en su
superficie e) proteínas receptor (FGFR, PDGFR, VEGFR, etc.) que los habilitan a
detectar proteínas señal del medio que estimulan o regulan la migración (como
factores quimiotácticos, factores de crecimiento, etc.) y, además, f) proteínas

149. 149
asociadas a receptores (quinasa de adhesión focal (FAK), quinasa Src), que
inician las vías de señalización intracelular involucradas en las remodelaciones
del citoesqueleto necesarios para la migración.
Con respecto a las moléculas del entorno involucradas en el control de la
dirección del movimiento, habitualmente existen g) moléculas que son
componentes fijos de la matriz extracelular; estas moléculas conforman una
fase sólida capaz de operar como puntos de apoyo para las fuerzas de tracción
necesarias para el desplazamiento; las zonas del embrión que expresan estas
moléculas son fácilmente invadidas por ciertas células migrantes.
También existen h) moléculas de la matriz extracelular y de las células que
producen el efecto inverso, vale decir, moléculas que evitan que las células
puedan adherirse a la matriz extracelular y que esta pueda servir de apoyo para
la migración. Las zonas del embrión en las que estas moléculas se expresan no
pueden funcionar como sustrato para la migración y, en consecuencia, las
células no ingresan en ellas. Sirven como moléculas de exclusión de ciertos
tipos celulares migratorios.
También existen moléculas intracelulares que participan en la reorganización
del citoesqueleto necesarias para la migración, como por ejemplo las proteínas
nucleadoras que integran el complejo Arp2/3 (Actin Related Proteins); las
proteínas que se unen a las subunidades libres de actina como las proteínas
timosina y profilina; proteínas que se unen lateralmente a los filamentos de
actina y modifican su estabilidad, como la proteína gelsolina y otras que
regulan el ensamblado del citoesqueleto de actina.
Los procesos de migración celular habitualmente se acompañan de
proliferación celular que permite la amplificación de la población celular
migratoria. Ello se debe a que normalmente, durante el proceso de migración,
el sistema global se expande y el número de células migratorias que parten de
un cierto sitio no necesariamente es similar al número de células que llegan a
destino. Generalmente, cuando se trata de largos recorridos, las células
migratorias que llegan a destino no son las que partieron sino descendientes
de ellas. Este proceso de amplificación de células migrantes también está
sometido a control. En general existen moléculas señal que operan como i)
factores de mantenimiento o j) factores que estimulan la proliferación (factores
de crecimiento) a lo largo de las vías migratorias con sentido biológico para una
cierta población celular. De esta forma las células que van por el camino
correcto son mantenidas y amplificadas. Por el contrario, las que equivocan el
camino no son estimuladas a proliferar ni mantenidas. Ingresan a la vía
apoptótica y desaparecen. Otro mecanismo tendiente a garantizar que la

150. 150
mayor parte de las células migratorias llegue a destino y/o no equivoquen el
camino es la secreción de k) proteínas señal quimiotáctica. Si las células
localizadas en la zona de destino final de las células migratorias secretan una
señal quimiotáctica, ello genera una mayor probabilidad de que las células
lleguen al destino correcto.
Por otro lado, una población celular migratoria no necesariamente mantiene
sus propiedades o capacidades de desarrollo a lo largo de todo el proceso
migratorio. Frecuentemente a lo largo de la vía migratoria que recorren
realizan Int c-c con otras poblaciones celulares y éstas pueden modificar sus
propiedades de desarrollo. Tanto es así que existen ejemplos de cambios en el
grado de determinación de las células migratorias que ocurren entre el
momento en que salen del punto de partida y el momento en que llegan a
destino. También existen ejemplos, aunque distintos, que ilustran el mismo
concepto. Hay células migratorias que, poseyendo un punto de partida común,
en el momento de partir poseen similar grado de determinación. Pero si esas
células poseen dos vías migratorias posibles, las que siguen una de ellas sufren
una determinación diferente de la que sufren las que siguen la otra vía.
Todos estos hechos muestran que la migración celular, al igual que otros CCD,
se ejecuta y regula epigenéticamente, (interactivamente) y que en buena
medida depende de las condiciones fisicoquímicas del ambiente en el que las
células se hallen. Estas características pueden cambiar en función del tiempo,
para el caso de las células no migratorias, pero también cambian en función del
espacio (o de la posición que ocupan en cada momento) para el caso de las
poblaciones celulares migratorias.
Bibliografía
Ballestrem C, Wehrle-Haller B, Hinz B, Imhof BA. (2000) Actin-dependent
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directed cell migration. Mol Biol Cell. 11(9):2999-3012.
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actin polymerization for cytoskeleton formation through Arp2/3 complex and
WASP/WAVE proteins". Cell Motil Cytoskeleton. 51(3):113-22.
SC 2.12. El concepto de migración celular dirigida. Papel de desarrollo. El
concepto de haptotaxis. Papel del citoesqueleto y de las fuerzas interfaciales
célula-sustrato (Fif c-s). V. Flores
La migración celular dirigida es un CCD que se ejecuta interactivamente con la
matriz extracelular y señales difusibles. Consiste en un desplazamiento o
cambio de posición a) activo –mediado por la operación de fuerzas generadas

151. 151
por las células migratorias y fuerzas de adhesión interfaciales entre células y
matriz extracelular o sustrato (Fif c-s)– en el que b) las posibles direcciones de
los vectores instantáneos de desplazamiento no poseen similar probabilidad. La
función de densidad de probabilidades de los valores de los ángulos que
definen las direcciones de los vectores de desplazamientos instantáneos no
corresponde a una distribución uniforme ni gaussiana y las series numéricas
temporales que representan los cambios de posición no corresponden a
movimiento browniano estándar sino a otro tipo de procesos estocásticos
denominados correlacionados o con memoria. Esto significa que existen
factores que instalan correlaciones entre dichos valores y hacen que el proceso
no sea de tipo browniano estándar.
Desde el punto de vista teórico, el único modo de definir la migración es como
cambio de posición y éste sólo puede ser registrado con precisión cuando se
establece un sistema de referencia formal. En el caso concreto de poblaciones
celulares que se desplazan en el interior de un sistema de desarrollo
pluricelular, la migración de una población celular puede implicar muchos
cambios de posición relativos simultáneos con respecto a otras células del
sistema. Alguno(s) de tales cambios relativos puede(n) poseer significado
biológico y otros no. Así, además del cambio de posición, la migración celular
puede poseer otros papeles de desarrollo.
La gastrulación es uno de los eventos del desarrollo que más claramente revela
los diferentes roles de desarrollo que puede poseer la migración celular. Ilustra
cómo los desplazamientos celulares pueden a) poseer rol morfogenético
produciendo cambios de forma, b) modificar la organización espacial de un
sistema, c) facilitar la ocurrencia de Int c-c y cómo éstas, a su vez, pueden d)
incrementar la complejidad introduciendo mayor diversidad celular.
La migración celular consiste, esencialmente, en el movimiento de una célula
sobre un material biológico suficientemente rígido como para actuar como
apoyo o sustrato para la operación de fuerzas. Al respecto, es posible plantear
dos generalizaciones básicas aplicables a toda célula con capacidad migratoria:
a) Debe poseer actividad contráctil y ser capaz de realizar cambios de forma con
la producción de prolongaciones celulares (aplanadas: lamelipodios; o
cilíndricas: seudopodios, filipodios). Estas dos características dependen de
modo fundamental de la capacidad de remodelar rápidamente el
citoesqueleto y generar fuerzas de intensidad suficiente para producir el
cambio de forma celular y para el movimiento.

152. 152
b) Debe ser capaz de adherirse al sustrato sobre el cual migra. Esta capacidad
debe ser regulada o modulada. La célula debe ser capaz de adherirse pero
además de despegarse y volver a adherirse en algún punto que se encuentra
más adelante en la dirección del movimiento (SC El concepto de migración
celular dirigida. Papel de desarrollo. El concepto de haptotaxis. Papel del
citoesqueleto y de la fuerzas interfaciales célula-sustrato [Fif c-s]).
Para el caso de los movimientos celulares con papel morfogenético, a estas dos
generalizaciones cabría agregar una tercera referida a que aquéllos deben
cumplirse integradamente con otros fenómenos. Vale decir, deben estar
sujetos a algún tipo de control temporal y espacial. Se han descrito muchos
CMD involucrados en la regulación de la migración celular dirigida (SC 2.11
Comportamientos moleculares involucrados en la migración celular dirigida). La
mayoría de estos CMD corresponden a interacciones denominadas
genéricamente interacciones célula-matriz extracelular (Int c-mec) o célula-
sustrato (Int c-s) que poseen como base molecular a) la interacción entre
componentes macromoleculares pertenecientes a las dos superficies
interactuantes (la superficie externa de la membrana plasmática y la matriz
extracelular) y b) las proteínas difusibles que operan como señal (agentes
quimiotácticos), o como factores de crecimiento y mantenimiento para las
células migratorias, proteínas enzimáticas (sus activadores e inhibidores) que
procesan la matriz extracelular y que pueden estar tanto en forma libre o
adheridos a las superficies mencionadas.
La idea de que la migración celular puede ser resultado de la acción de fuerzas
interfaciales entre la célula y el sustrato (Fif c-s), fenómeno llamado haptotaxis,
data de muchos años. Esta noción proviene de la Física pero ha sido modificada
y enriquecida a partir de estudios sobre la dinámica de la membrana plasmática
durante la migración, la estructura del citoesqueleto y la composición
macromolecular de la superficie celular y de la matriz extracelular.
La idea básica del concepto de haptotaxis se basó en la hipótesis de que la
energía necesaria para producir el movimiento es resultado de la operación de
Fif c-s de atracción. De acuerdo con esta concepción, el desplazamiento real de
una célula sería un fenómeno fundamentalmente pasivo.
Diversos estudios sobre migración dirigida permiten plantear el concepto de
haptotaxis de un modo más amplio. Se sabe que las células migratorias se
adhieren al sustrato y que desarrollan respecto de éste una Fif c-s medible
experimentalmente. La intensidad de la Fif c-s depende de la existencia, en la
superficie de la membrana plasmática, de moléculas específicas que poseen
fuerte afinidad por componentes macromoleculares específicos de la matriz

153. 153
extracelular. La Fif c-s de atracción puede ser biológicamente definida como
resultado de “afinidades específicas” entre grupos moleculares pertenecientes
a ambas superficies. Sin embargo, no se considera que la Fif c-s genere la fuerza
necesaria para el movimiento.
Numerosos estudios de la dinámica de la membrana plasmática del frente de
avance de células migratorias muestran una intensa actividad con producción
de prolongaciones celulares (lamelipodios, seudopodios, filipodios), a veces
muy ramificadas, que se extienden, realizan movimientos exploratorios de
barrido sobre el sustrato, se fijan a ciertos puntos de éste y se adhieren o, por el
contrario, no se fijan y se retraen. Varios estudios ultraestructurales y
moleculares sobre la dinámica del citoesqueleto indican que éste es el
elemento responsable tanto de la emisión como de la retracción de las
prolongaciones celulares.
Con el objeto de ilustrar qué papel corresponde al citoesqueleto (emisión y
retracción de seudopodios y contractilidad citoplasmática) y qué papel
corresponde a la Fif c-s (adhesividad por el sustrato), analicemos un ejemplo
simplificado (Fig. SC 2-12-1). Consideremos una célula migratoria ubicada en la
región 2 que tiene la posibilidad de emitir seudopodios distribuidos al azar
sobre las regiones circundantes 1 y 3. Desde el punto de vista teórico, esto
implica que los valores de los ángulos (respecto del eje x) de las rectas que unen
el centro de la célula con los puntos extremos de los seudopodios poseerán una
función de densidad de probabilidades uniforme. Vale decir, los puntos de
emisión y los ejes de crecimiento de seudopodios tendrán distribución
isotrópica (similar probabilidad en todas las direcciones del espacio).
Supongamos a continuación que la intensidad de la Fif c-s es mayor en la
región 3 que en las regiones 1 y 2. Cuando los seudopodios que hayan tomado
contactos en dichas regiones se retraigan, aun cuando las fuerzas generadas
por la retracción de los seudopodios posean una distribución isométrica, la
célula tenderá a despegarse de las regiones 1 y 2 y tenderá a desplazarse hacia
la región 3.

154. 154
Fig.SC 2-12-1. Modelo simplificado que ilustra cómo la asimetría espacial en la
intensidad de la Fif célula-sustrato puede dirigir el movimiento celular, aun
cuando la probabilidad de emitir seudopódos esté uniformemente distribuida
en el espacio. (Descripción en el texto).
Bibliografía
Carter SB. (1967). Haptotaxis and the Mechanism of Cell Motility. Nature.
213:256-60.
Cattaruzza S, Perris R. (2005). Proteoglycan control of cell movement during
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Links
http://labs.bio.unc.edu/harris/Courses/biol104/wrinkles2.mov
http://labs.bio.unc.edu/harris/Courses/biol104/wrinkles.mov
SC 2.13. El papel de la polaridad planar y de la intercalación celular en la
formación de la línea primitiva. N. Fosser
La línea primitiva es un conglomerado de células epiblásticas y el primer signo
del inicio de la gastrulación. Aparece en la zona caudal del disco embrionario y
luego incrementa su longitud en sentido cefálico.
En el blastodermo de pollo, previamente al inicio de la formación de la línea
primitiva, las células realizan extensivos movimientos conocidos como de

155. 155
“polonesa” (SC 2.14 La transformación de ejes desde la fase pregastrular a la
organización del embrión cilíndrico). Estos movimientos son interpretados
como reorganizaciones celulares en el contexto de un tejido epitelial con
polaridad celular planar (PCP). Entre las consecuencias de estos movimientos
pregastrulares se encuentra la formación de la línea primitiva. Sin embargo,
poco se sabe sobre los comportamientos celulares involucrados en su
formación. Las hipótesis propuestas para explicar la morfogénesis de la línea
primitiva se centraban en la proliferación celular y el reclutamiento por
quimiotaxis. Sin embargo, la duración de los ciclos celulares es mayor que el
tiempo que insume la formación de la línea primitiva. Con respecto a los
factores quimiotácticos que podrían guiar a las células, no se ha encontrado
aún ninguno que permita explicar acabadamente los fenómenos que llevan a
la aparición de la línea primitiva.
Recientemente, el uso de técnicas que permiten seguir a células individuales ha
permitido registrar sus cambios de posición y sus trayectorias en el epiblasto
durante los instantes previos al inicio de la gastrulación. Durante la polonesa
epiblástica, las células convergen hacia la línea media en la zona caudal del
disco (Fig. SC 2-13-1). En la zona medial donde se origina la línea primitiva, las
células que convergen desde las mitades derecha e izquierda del disco se
intercalan unas con otras, mientras que las que se encuentran por fuera de esta
zona, no presentan este comportamiento. Esta intercalación de células
epiblásticas explica la extensión por convergencia de la línea primitiva en sus
orígenes. La zona del epiblasto donde estos comportamientos celulares se
inician coincide con la zona de la hoja inferior en donde se inicia la formación
del hipoblasto.

156. 156
Fig. SC 2-13-1. Convergencia e intercalación de células epiblásticas durante la
formación de la línea primitiva. A. Movimientos pregastrulares (polonesa) de
células epiblásticas. B. Ilustra la convergencia e intercalación de células que
deriva en la formación de la línea primitiva. C-E. Detalle que muestra cómo se
produce la intercalación de células en la línea media.
Los experimentos de rotación planar del hipoblasto (rotación en el plano de la
hoja sin invertir la posición de sus caras “dorsal y ventral”) producen
alteraciones morfológicas de la línea primitiva y expresión ectópica de
moléculas relacionadas con las vías de señalización involucradas en la PCP. Para
comprobar si estas vías son importantes en la intercalación observada durante
la formación de la línea primitiva, se realizaron experimentos de pérdida de
función. Los resultados mostraron que estas vías son esenciales para la
formación de la línea primitiva, por lo que se concluye que la PCP es requerida
para los movimientos de polonesa y los movimientos de intercalación que dan
origen a la línea primitiva.

157. 157
Bibliografía
Voiculescu O, Bertocchini F, Wolpert L, Keller RE, Stern CD. (2007). The amniote
primitive streak is defined by epithelial cell intercalation before gastrulation.
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step beyond. Curr Biol. 18(3):R119-21.
SC 2.14. La transformación de ejes desde la fase pregastrular a la organización
del embrión cilíndrico. N. Fosser
Previamente a la formación de la línea primitiva, las células del epiblasto de los
embriones amniotas realizan movimientos conocidos como “polonesa” o
pregastrulares. Éstos pueden descomponerse, a su vez, en dos: a) el primero lo
realizan células que convergen hacia la línea media, siguiendo el borde
posterior del disco bilaminar; y recorren un camino adyacente a la hoz de
Koller; b) el segundo es un movimiento de elongación hacia el extremo
cefálico, a lo largo de la zona medial del disco embrionario; este movimiento es
realizado por las células que, luego de converger, llegan a la zona medial. Un
movimiento similar realizan las células de la hoja ventral del disco, el
hipoblasto. Este segundo movimiento coincide con el surgimiento y extensión
de la línea primitiva.
Numerosos estudios han permitido la construcción de mapas de especificación
y de destino de las células epiblásticas que muestran aspectos llamativos de su
organización previa a la formación de la línea primitiva. Así pudo definirse que
las células que originalmente se encuentran en la zona cefálica y lateral del
disco quedan en posición posterior y medial al término de los movimientos de
polonesa. Por otra parte, las células que lideran el movimiento de elongación a
lo largo de la zona medial tendrán como lugar definitivo una posición cefálica
al extremo anterior de la línea primitiva y tendrán destino “dorsal” (placa
neural, ectodermo epidérmico, organizador y sus derivados). Las “rezagadas”
que siguen a las líderes, pero quedan en posiciones caudales a las primeras
tendrán un destino “ventral” (meso-endodermo) (Fig. SC 2-14-1).

158. 158
Fig. SC 2-14-1. Esquemas que ilustran la ubicación aproximada de los diferentes
territorios presuntivos de poblaciones celulares mesodérmicas (rosa) y neurales
(gris) en embriones pregastrulares de edad creciente. Al finalizar los
movimientos pregastrulares, los territorios de poblaciones celulares que luego
de la gastrulación ocuparán posiciones dorsales se hallan en posición “cefálica”
al organizador; los territorios de poblaciones celulares que luego de la
gastrulación ocuparán regiones ventrales se hallan en posición “caudal”. El
asterisco (*) marca la posición del extremo cefálico de la línea primitiva.
Estos resultados muestran que la descripción de la organización del embrión
bilaminar pregastrular, en términos de una hoja dorsal y una ventral, no
describe fielmente el destino futuro de las células que lo componen. Las células
que luego de la gastrulación adoptarán posiciones dorsales y ventrales se
hallan todas en el plano del epiblasto: las futuras células dorsales, en posición
“cefálica” al futuro organizador, y las futuras células ventrales, “caudales” a él.

159. 159
Así, en el caso del embrión bilaminar, el uso de los términos dorsal y ventral,
para aludir a sus dos hojas, no tiene el mismo sentido que cuando se los usa
para describir la organización anatómica básica que se alcanza más tarde.
Resulta claro que las poblaciones celulares que conformarán estos ejes
embrionarios no se encuentran presentes sino hasta que se haya avanzado en
los movimientos gastrulares y luego, durante la regresión caudal de la línea
primitiva y el nodo.
Incluso luego del plegamiento embrionario, las poblaciones celulares
mencionadas como dorsales y ventrales no dan encarnadura al eje dorso-
ventral anatómico, sino a la polaridad representada por los tejidos que actúan
en la vida vegetativa (internos, endo, dentro) y los de vida de relación (externos,
ecto, fuera).
Bibliografía
Foley AC, Skromne I, Stern CD. (2000). Reconciling different models of forebrain
induction and patterning: a dual role for the hypoblast. Development.
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-Hatada Y, Stern CD. (1994). A fate map of the epiblast of the early chick
embryo. Development. 120(10):2879-89.
Links
Videos que ilustran los movimientos pregastrulares. Véase Apéndice A en Chuai
y cols., 2006.
SC 2.15. El papel del hipoblasto en la gastrulación y en la inducción neural. N.
Fosser
El hipoblasto es la hoja “ventral” (o “inferior”, de ahí el uso del prefijo “hipo” en
su designación) del disco embrionario bilaminar pregastrular de las aves. La
mayoría de sus células tienen un destino extraembrionario. Es considerada una
población celular homóloga al endodermo visceral de los embriones de ratones
y roedores.
Las interacciones recíprocas entre el epiblasto y el hipoblasto han sido
investigadas desde hace largo tiempo. En el año 1933, C. Waddington informó
que la rotación planar del hipoblasto (rotación en el plano de la hoja sin invertir
la posición de sus caras “dorsal y ventral”) producía alteraciones morfológicas
de la línea primitiva.

160. 160
Más recientemente se observó que a) la eliminación del hipoblasto tiene como
resultado la formación de varias líneas primitivas; además, b) durante el
desarrollo, el hipoblasto es reemplazado, desde el extremo “caudal” hacia el
cefálico del disco embrionario, por otro tejido extraembrionario conocido como
endoblasto o hipoblasto secundario. El desplazamiento, en sentido cefálico, de
las células hipoblásticas, debido a la ocupación de la región caudal de la hoja
ventral por el endoblasto, coincide temporal y espacialmente con la aparición
de la línea primitiva en el epiblasto. Los dos hechos mencionados sugieren que
el hipoblasto tiene un efecto inhibitorio sobre la formación de la línea primitiva.
Algunos estudios en los que se silencia o sobreexpresa en forma ectópica la
proteína de secreción Cerberus (un antagonista de la proteína señal Nodal,
expresada en el epiblasto) sugieren que la proteína Cerberus producida por el
hipoblasto está involucrada en la inhibición de la formación del surco primitivo.
El desplazamiento en sentido cefálico del hipoblasto por parte del endoblasto
libera al epiblasto de esta acción inhibitoria y, además, provee un control
temporoespacial del proceso de formación de la línea primitiva/surco primitivo.
La proteína Cerberus tiene tres sitios de unión o “cabezas” (de ahí su
designación “Cerberus”) con papeles de desarrollo que antagonizan a las
proteínas señal Nodal, Wnt y Bmp. Estos sitios de unión fijan a las tres
proteínas, impiden la unión a sus respectivos receptores e inhiben sus
correspondientes vías de señalización. Las moléculas señaladas participan en
general, entre otros procesos, en estimular la formación del surco primitivo, de
la notocorda y otras poblaciones que participan en el desarrollo de las regiones
caudales del tubo neural (cerebro posterior y médula) y del tronco. Así, la
expresión de la proteína Cerberus contribuye a inhibir el desarrollo de
estructuras troncales y estimular el desarrollo de estructuras cefálicas. Todos
estos fenómenos ocurren tempranamente, durante la gastrulación (Fig. SC 2-
15-1).

161. 161
Fig. SC 2-15-1. Modelo de interacciones celulares durante las etapas tempranas
de la gastrulación. Se ilustra la mitad izquierda de discos embrionarios de
edades crecientes. Caudal a la derecha. A. En estados tempranos, el hipoblasto
secreta Fgf8, que promueve la expresión transitoria de los factores de
transcripción proneurales Erni y Sox3, y Cerberus, que inhibe la acción de
Nodal, que se secreta en el epiblasto caudal. B. El hipoblasto comienza a ser
desplazado por el endoblasto desde la región caudal. En la región del epiblasto
suprayacente, Nodal actúa sinérgicamente con Fgf8 y promueve la expresión
de Brachyury (Bra) y Tbx6l, que promueven la formación de la línea primitiva. C.
La estimulación del epiblasto por Fgf8 por un tiempo prolongado promueve la
expresión de Churchill en el epiblasto. D. Churchill promueve la expresión de
Sip1, que inhibe la expresión de Bra y Tbx6L en la región cefálica del surco
primitivo inhibiendo el ingreso. Las células epiblásticas adyacentes al
organizador formarán la placa del piso.
La gastrulación consiste, básicamente, en una reorganización de las células del
embrión. Durante su desarrollo, parte de ellas abandona la hoja dorsal merced
a una T e-m y ulterior migración. Si la T e-m no estuviera sometida a regulación,
el desarrollo podría alterarse por la excesiva pérdida de células epiblásticas,
necesarias también para la generación del sistema nervioso.
El desplazamiento del hipoblasto hacia el extremo cefálico del disco
embrionario permite la generación de dos zonas en el epiblasto: una caudal
donde la Te-m es posible (surco primitivo) y otra cefálica donde conserva su

162. 162
morfología epitelial. En esta última zona, el hipoblasto, a través de la secreción
de la proteína señal FGF, promueve la expresión temprana y transitoria de
ciertas proteínas factores de transcripción preneurales Erni, Sox3, Otx2 y otras
que llevan al tejido a un estado precerebro anterior (preprosencefálico).
La inducción neural es un proceso multipasos en el que el hipoblasto tiene un
papel destacado mediado por la estimulación de la expresión transitoria de las
proteínas mencionadas anteriormente. La adquisición del carácter neural
requiere, además, acciones ulteriores que tienen carácter de “estabilizantes”,
provenientes de poblaciones celulares nodales y sus derivados (mesodermo
precordal, notocorda).
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Bertocchini F, Stern CD. (2002). The hypoblast of the chick embryo positions the
primitive streak by antagonizing nodal signaling. Dev Cell. 3(5):735-44.
SC 2.16. La secuencia de polaridades que aparecen desde la fecundación al
embrión posgastrular. La importancia de tales polaridades en la organización
espacial de tipos celulares emergentes. V. Flores
El progreso del desarrollo embrionario desde la formación de la CH hasta la
formación del embrión trilaminar posgastrular, denominado período
presomítico, implica una sucesión ordenada de eventos que conducen al
establecimiento de a) sucesivas asimetrías o polaridades que sirven como marco
de referencia para el establecimiento de b) varias líneas celulares determinadas
y espacialmente organizadas con respecto a los ejes de las polaridades
mencionadas. Ambos fenómenos (a: aparición de nuevos ejes de referencia y b:
aparición de nuevos tipos celulares) derivan epigenéticamente de la polaridad
original “impresa en”, o “representada por”, la organización espacial de las
moléculas informativas presentes en la célula huevo. Ambos fenómenos
resultan de una sucesión temporal y espacialmente organizada de CCD y CMD.
La figura SC 2-16-1, ilustra las diversas polaridades (a veces denominadas ejes)
que aparecen durante el período de tiempo considerado.

163. 163
Fig. SC 2-16-1. Representación esquemática de la morfología de las diferentes
etapas del desarrollo temprano del embrión de ratón desde la fecundación
hasta la formación del cilindro embrionario (embrión de inicio de gastrulación).
Las flechas representan las sucesivas polaridades que aparecen durante este
período del desarrollo. Entre paréntesis se específica la edad de desarrollo (DD:
días de desarrollo embrionario). En la barra de colores (parte inferior del panel)
se presenta el código de colores con el que se representa la derivación de tipos
celulares a partir de la CH y las blastómeras indeterminadas.
Los eventos del desarrollo temprano ocurren diferentemente en especies de
diferente complejidad. En invertebrados y vertebrados “inferiores”, la polaridad
inicial (eje animal-vegetativo) y la aparición de los primeros tipos celulares están
ya establecidas en la organización del ovocito. Éste contiene determinantes
citoplasmáticos cuyas distribuciones espaciales asimétricas (polaridad)
especifican los ejes o direcciones del espacio a lo largo de los cuales se
organizan los tipos celulares que inicialmente derivan de la célula huevo. El
resto del desarrollo ocurre como consecuencia de interacciones epigenéticas
entre los tipos celulares tempranamente formados.

164. 164
En los mamíferos, sin embargo, el desarrollo es más plástico, y no está
definitivamente aceptado que a) la posición del segundo cuerpo polar (tomado
como indicio estructural que marca la posición del polo meiótico) y b) el sitio de
entrada del espermatozoide condicionen, o determinen, el comportamiento
proliferativo o el destino de las blastómeras resultantes de la segmentación.
Algunas experiencias realizadas en embriones de ratón tienen resultados no
siempre compatibles (SC ¿Requiere la emergencia de la polaridad “interior-
exterrior” de la mórula o la generación del eje “embrionario-abembrionario”
una organización previa (prepattern) de la CH?) y no existe consenso acerca de
la existencia de relaciones causales en la siguiente sucesión de hechos:
1) Si (a) la polaridad inicial del ovocito o eje meiótico (homólogo al eje animal-
vegetativo de los invertebrados y vertebrados “inferiores”) tiene un efecto
directivo sobre el establecimiento del eje embrionario-abembrionario del
blastocisto.
2) Si (b) la existencia de un eje meiótico tiene un efecto determinante con
respecto a la asimetría estructural y molecular del embrioblasto.
3) Si (c) la asimetría estructural y/o molecular del embrioblasto determinan la
polaridad del endodermo visceral del polo distal (endodermo visceral distal: Dve)
en el embrión pregastrular.
4) Si (d) la asimetría del Dve determina su desplazamiento hacia el futuro
extremo cefálico y su transformación en Ave en el inicio de la gastrulación.
5) Si (e) la polaridad instalada por el desplazamiento del Ave finalmente
determina la polaridad céfalo-caudal del embrión trilaminar posgastrular.
La idea de la existencia de una organización citoplasmática preestablecida
(“prepattern”) de la que podría derivar la sucesión de hechos mencionados,
sumada a la idea de una distribución asimétrica de tendencias de desarrollo en
las dos primeras blastómeras, es cuestionada por quienes enfatizan el carácter
plástico y altamente regulativo del desarrollo temprano de los mamíferos. Así,
algunos consideran aventurado establecer una relación lineal entre asimetrías
observables en el ovocito y el establecimiento de los ejes que definen el plan
estructural del embrión trilaminar posgastrular. Se argumenta que este último
es, a todas luces, bastante más complejo de lo que podría especificarse por
medio del eje meiótico de un huevo de regulación.

165. 165
Esta objeción, sin embargo, es débil en el contexto de la embriología moderna
que plantea que la derivación de formas de organización complejas a partir de
otras más simples es, precisamente, la clave de la epigénesis.
En general existe acuerdo con respecto a la idea de que, en embriones de ave y
de ratón, la polaridad que precede, y de la que deriva, el eje céfalo-caudal es
establecida epigenéticamente, en etapa pregastrular. Existe consenso acerca
de que tal polaridad es instalada mediante señales generadas por células
extraembrionarias que poseen una ubicación excéntrica respecto del disco
embrionario (hoz de Köller en el pollo y ectodermo extraembrionario –cono
ectoplacentario‒ en el ratón). Algunos consideran que tal asimetría se instala
tempranamente y posee manifestaciones estructurales ya durante la
maduración del blastocisto (SC La transición entre la aparición del eje
embrionario-abembrionario del blastocisto y la instalación de la polaridad
céfalo-caudal del embrión gastrular). Vale decir, ya existiría una asimetría,
precursora de la polaridad cefálo-caudal, en el blastocisto preimplantatorio.
El problema de la sucesión de los cinco hechos arriba mencionados se divide en
dos aspectos centrales más generales: 1) cómo se llega de una célula huevo con
organización aparentemente simétrica (esférica o, al menos, radiada) a una
mórula con una polaridad exterior-interior y cómo se pasa de esta organización
a la del blastocisto maduro que expresa una polaridad embrionaria-
abembrionaria y 2) cómo la evolución del embrioblasto lleva a la constitución
de un disco bilaminar con una polaridad epihipoblástica y una polaridad
precursora de la polaridad céfalo-caudal del embrión posgastrular (SC La
emergencia de polaridades desde la formación de la CH hasta la organización
del embrión posgastrular. Manifestaciones estructurales y moleculares de
organización asimétrica).
Con respecto al primer punto, existen modelos que proponen cómo se podrían
establecer las diferencias moleculares que explican la aparición de dos vías
evolutivas diferentes en la mórula: a) la vía de las células externas que lleva a la
formación del trofoblasto y b) la vía evolutiva de las células internas que lleva a
la formación del embrioblasto.
Algunas revisiones críticas de conjuntos de datos colectados en las últimas
décadas permiten proponer un modelo aleatorio de especificación de tipos
celulares dependiente de a) la posición de las células en la mórula y de b)
interacciones entre células. Algunos proponen que, pese a que puedan existir
tendencias de desarrollo asimétricamente distribuidas en las dos primeras
blastómeras, éstas pueden ser anuladas debido a las influencias de la posición y
de las interacciones celulares.

166. 166
Clásicamente se ha considerado que las blastómeras del embrión de ratón son
citogenéticamente equipotentes hasta el E8c y que durante los siguientes ciclo
de segmentación –4.º y 5.º ciclo‒ se produce la primera determinación de vías
evolutivas: la línea de células externas (trofoblasto) y la de células internas
(embrioblasto) (SC 2.3. Procesos de diferenciación celular durante el período de
segmentación. ¿Cómo se genera diversidad celular durante la segmentación?;
SC 2.6. Comportamientos celulares involucrados en la primera determinación.
En los mamíferos con sólo tres células se constituiría el embrioblasto). A
continuación, las células del embrioblasto, en una segunda bifurcación, se
determinarán en epiblasto e hipoblasto (endodermo primitivo) (SC La segunda
determinación en los embriones de mamíferos).
De estas tres poblaciones celulares, sólo la epiblástica retiene potencia para
originar un embrión. Las otras originan tejidos no embrionarios pero
desempeñan un papel importante en la generación de señales espacialmente
organizadas que inician el patterning del disco embrionario pregastrular.
La segregación de los dos tipos celulares mencionados es seguida de la
organización de dichos tipos celulares en un blastocisto con asimetría
estructural embrionaria-abembronaria. Ciertas experiencias destinadas a
caracterizar los tipos celulares presentes en el blastocisto maduro permiten
identificar células troncales embrionarias pluripotentes (las que abundan luego
en el epiblasto), células troncales trofoblásticas y células troncales de
endodermo primitivo (poseen características de endodermo primitivo o
hipoblasto). Es interesante que las células troncales embrionarias pluripotentes
tienen potencia suficiente para originar a las otras dos cuando son
manipuladas experimentalmente de modo que alteren la expresión de algunos
factores de transcripción.
Bibliografía
Rossant J, Tam PPL. (2009). Blastocyst lineage formation, early embryonic
asymmetries and axis patterning in the mouse. Development. 136:701-13.
Nishioka N, Yamamoto S, Kiyonari H, Sato H, Sawada A, Ota M, Nakao K, Sasaki
H. (2008). Tead4 is required for specification of trophectoderm in pre-
implantation mouse embryos. Mech Dev. 125:270-83.
Niwa H, Toyooka Y, Shimosato D, Strumpf D, Takahashi K, Yagi R, Rossant J.
(2005). Interaction between Oct3/4 and Cdx2 determines trophectoderm
differentiation. Cell. 123:917-29.
SC 2.17. La primera determinación. La expresión de combinatorias de factores de
transcripción específicas de tipo celular en la mórula y el blastocisto. V. Flores

167. 167
Se sabe que la expresión de la homeoproteína factor de transcripción Cdx2 está
involucrada en la determinación/diferenciación en sentido trofoblástico. La
estimulación experimental de la expresión de Cdx2 en células troncales
embrionarias pluripotentes las lleva a determinarse en las células troncales
trofoblásticas.
El factor Cdx2 empieza a expresarse en las blastómeras ya en el E8c y luego,
gradualmente, queda restringido a las células externas de la mórula ya antes de
la formación del blastocisto.
El análisis del efecto de mutaciones de diversos factores de transcripción
permite proponer una sucesión temporal definida de expresión de factores de
transcripción:
-- los embriones mutantes para el factor Cdx2 pueden realizar la segmentación
pero, cuando las células deben organizarse formando un blastocisto, las células
externas pierden sus características epiteliales y no se diferencian y organizan
en un trofoblasto. En estos embriones se reduce la expresión del factor de
transcripción con caja T, Eomes.
-- los embriones mutantes para el factor de transcripción con caja T, Eomes,
también sufren alteraciones en el trofoblasto pero un poco más tarde que los
mutantes para Cdx2. En estos embriones no se altera la expresión del factor
Cdx2. Esto indicaría una secuencia temporal Cdx2 → Eomes.
En ambas mutaciones, el desarrollo del trofoblasto se inicia pero luego se
altera. Ello sugiere que otros factores participan en los pasos previos, entre
mórula y blastocisto.
-- se ha mostrado que el factor de transcripción Tead4 se expresa antes que el
Cdx2 y que es necesario para la expresión de este último y para la formación de
células troncales trofoblásticas. Así, el factor Tead4 precedería a los anteriores
factores en la sucesión de eventos que llevan a la diferenciación del trofoblasto.
La sucesión más probable sería: → Tead4 → Cdx2 → Eomes →etcétera.
En los mamíferos, el factor Tead4 sólo puede producir su efecto sobre la
transcripción con la participación del coactivador Yap (yes associated protein).
La disponibilidad de Yap sería también un paso limitante en la formación del
trofoblasto y en la especificación del linaje trofoblástico y, en consecuencia, en
la formación del trofoblasto.

168. 168
Éstos son sólo algunos de los factores identificados de una red, seguramente
más compleja, de factores de transcripción necesarios para la programación del
linaje celular trofoblástico.
No sólo los factores mencionados (Tead4, Cdx2, Eomes), que son específicos-
de-células troncales trofoblásticas, se expresan tempranamente en la mórula.
Los factores de transcripción específicos-de-células troncales embrionarias
(embrioblasto) tales como por ejemplo Oct4, Sox, Nanog, Gata y otros, también
son expresados, al principio de la segmentación de la CH, en prácticamente
todas las blastómeras,
Luego, durante la blastulación, se instala una expresión espacial diferencial de
los factores mencionados de modo que los factores Cdx2 y Eomes quedan
restringidos y, con alta expresión, a las células polarizadas externas de la
mórula (futuro trofoblasto), en tanto que Oct4, Sox, Nanog, Gata, etc. quedan
restringidos a las células no polarizadas internas (futuro embrioblasto). Esto
lleva a la formación de células que ocupan diferentes posiciones y que expresan
diferentes combinatorias específicas de factores de transcripción.
La instalación de la expresión espacial diferencial de los factores de
transcripción resulta del hecho de que los factores de transcripción específicos-
de-trofoblasto y específicos-de-embrioblasto interactúan entre ellos de modo
que se inhiben recíprocamente. Debido a ello, precisamente, se segregan en
dos líneas celulares con diferentes potencias de desarrollo. Por ejemplo, en
embriones mutantes para el factor Cdx2, específico de trofoblasto, dichas
diferencias regionales no se producen y los factores Oct4, Sox2, Nanog,
específicos de embrioblasto, se expresan también en las células externas.
Así, la constitución de los dos primeros linajes celulares pasa por una etapa
inicial en la que las células expresan tanto factores específicos-de-trofoblasto y
como factores específicos-de-embrioblasto. Luego, la expresión de Cdx2 queda
restringida al exterior y, como Cdx2 inhibe la expresión de factores específicos-
de-embrioblasto, la expresión de éstos queda restringida a las células internas.
La represión recíproca de factores específicos-de-trofoblasto por parte de los
factores Oct4/Sox2/Nanog en los linajes pluripotentes combinada con la
autorregulación positiva de Oct4 consolida o refuerza el mantenimiento de las
diferencias en las combinatorias de factores de transcripción expresadas por
células externas (trofoblasto) e internas (embrioblasto).
Todas las células pluripotentes de la mórula poseen inicialmente la capacidad
de expresar estos factores de transcripción. Las diferencias se establecen luego

169. 169
dependiendo de cómo las blastómeras adquieren diferentes posiciones (y
posibilidades de interacción) respecto del medio y respecto de las otras
blastómeras. Algunos hechos relevantes que generan diferentes posibilidades
de interacción son a) la polarización de las blastómeras, b) la compactación de
la mórula, c) el desarrollo de uniones oclusivas entre células superficiales, d) el
desarrollo de un medio intramórula bioquímicamente definido por las propias
células del embrión (SC 2.6. Comportamientos celulares involucrados en la
primera determinación. En los mamíferos con sólo tres células se constituiría el
embrioblasto) y, considerando los eventos intracelulares, e) la existencia de
interacciones positivas y negativas en la red de interacciones entre factores de
transcripción que rigen este estado temprano del desarrollo.
Bibliografía
Dietrich JE, Hiiragi T. (2007). Stochastic patterning in the mouse
preimplantation embryo. Development. 134:4219-31.
Boyer LA, Lee TI, Cole MF, Johnstone SE, Levine SS, Zucker JP, Guenther MG,
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cells. Cell. 122:947-56.
Zhao B, Ye X, Yu J, Li L, Li W, Li S, Yu J, Lin JD, Wang CY, Chinnaiyan AM, Lai ZC,
Guan KL. (2008). TEAD mediates YAP-dependent gene induction and growth
control. Genes Dev. 22:1962-71.
SC 2.18. La segunda determinación. La determinación de los linajes celulares
epiblásticos e hipoblásticos y su organización espacial en el embrión bilaminar.
V. Flores
En general existe acuerdo sobre el hecho de que en la primera determinación ‒
bifurcación de linajes celulares embrioblástico y trofoblástico a partir de la
mórula‒ la vía celular programada depende, en parte, de la posición de las
blastómeras. Vale decir, la existencia de diferencias posicionales precede a, y es
una condición para, la existencia de determinaciones diferentes.
En el caso de la segunda determinación ‒bifurcación de los linajes epiblástico e
hipoblástico a partir del embrioblasto‒ se ha planteado que puede existir una
situación inversa: primero se produciría la determinación de los linajes celulares
y luego, dependiendo de las propiedades de las células, se produciría una
distribución espacial diferencial de éstas. Vale decir, la posición definitiva de las
células dependería del tipo de determinación realizada. El embrión bilaminar
sería el resultado de un proceso de determinación celular seguido de un
proceso de sorting out (segregación espacial) que llevaría a las células a
organizarse en dos capas (Fig. 2-18-1 A-C). Esta postulación posee aún

170. 170
numerosas objeciones y, en opinión de algunos investigadores, requiere
evidencias más claras y directas.
La idea clásica, predominante hasta la actualidad, considera que el
embrioblasto es una población celular homogénea, integrada por células
citogenéticamente equipotentes (similarmente determinadas), vale decir, sin
restricción de linaje en sentido epiblástico o hipoblástico (Fig. SC 2-18-1 B). La
concepción clásica proponía que la segunda determinación, al igual que la
primera, podría ser un fenómeno dependiente de la posición: las células de
ubicación dorsal (adyacentes al trofoblasto polar) se determinarían en
epiblasto y las de ubicación ventral (limitantes con el blastocele) se
determinarían en hipoblasto.
Se sabe, en la actualidad, que las células embrioblásticas, consideradas
individualmente, expresan proteínas específicas-de-linaje epiblástico (como el
factor de transcripción Nanog) o, por el contrario, proteínas específicas-de-linaje
trofoblástico como los factores de transcripción Gata4 y Gata6. Estas células se
distribuyen en el embrioblasto con una distribución supuestamente aleatoria,
vagamente precisada y denominada patrón “salt and pipper”. Tal designación,
en realidad, sólo pone de manifiesto la incapacidad de los observadores para
precisar la distribución espacial. De todos modos, independientemente de que
las células ya estén determinadas o no, la existencia de células que expresan
marcadores epiblásticos o hipoblásticos precede a la formación de las capas
epiblásticas e hipoblásticas del embrión bilaminar.
Algunos estudios de seguimiento de células derivadas de las células
embrioblásticas (precursoras de los linajes celulares epiblásticos e hipoblásticos)
sugieren que estas últimas se hallan ya determinadas antes de la formación de
las dos capas del embrión bilaminar. Tales resultados permiten proponer un
modelo de segregación de linaje celular basado dos etapas:
a) una primera etapa de determinación celular aleatoria que lleva a la
formación de un embrioblasto con una organización en mosaico. Este mosaico
consiste en una mezcla de células precursoras epiblásticas e hipoblásticas ya
determinadas distribuidas espacialmente al azar (Fig. SC 2-18-1 B) y
b) una segunda fase de sorting-out (segregación en dos grupos) selectivo de
éstas que conduce a la segregación de los dos tipos celulares y su organización
en las dos capas celulares conocidas (Fig. SC 2-18-1 C).

171. 171
Fig. SC 2-18-1. Ilustra un modelo de determinaciones durante la morulación y
blastulación. A. En el estado de mórula en forma dependiente de posición
(polaridad interior-exterior) se determinan las células del embrioblasto y
trofoblasto. B. Durante la blastulación se produce una determinación en
sentido epiblástico o hipoblástico pero con organización espacial aleatoria. C.
Luego de la determinación en sentido epiblástico o hipoblástico, las células
sufrirían un proceso de reorganización y células ya determinadas se
organizarían formando el embrión bilaminar con polaridad epiblástica-
hipoblástica. DD: días de desarrollo embrionario.
Ciertos estudios ulteriores de expresión genética global (GWA) apoyan tal
visión ya que muestran que las células del embrioblasto corresponden a una de
dos categorías: a) células que expresan preferentemente proteínas del
epiblasto o b) células que expresan proteínas del hipoblasto.
Una de las proteínas típicas de las células precursoras hipoblásticas es la
proteína receptor tipo α del factor de crecimiento derivado de plaqueta o Pdgfra
(platelet-derived growth factor receptor α). Siguiendo la expresión del
constructo Pdgfra-H2B-Gfp resultante de la fusión de los genes codificantes de
las proteínas Pdgfra, la histona H2B y la proteína fluorescente verde Gfp (Gfp;
green fluorescent protein) se ha podido determinar la ubicación temprana y
ulterior reubicación de células precursoras hipoblásticas.
Estos experimentos muestran que las células del embrioblasto, que durante la
blastulación temprana expresan el constructo mencionado, expresan también
el factor de transcripción Nanog (específico de epiblasto). Sin embargo, en la
blástula madura, las células del embrioblasto ya no coexpresan proteínas
específicas de epiblasto e hipoblasto sino sólo uno de ambos conjuntos.
Algunos estudios de videomicroscopia, que permiten seguir la evolución de
estas células en función del tiempo, muestran que las células Pdgfra (+) que se
hallan delimitando el blastocele permanecen en dicho lugar. Sin embargo, las

172. 172
que se hallan en el seno del embrioblasto sufren una reubicación hacia la
superficie (sorting-out) o son eliminadas por apoptosis. Esto lleva a la
separación espacial de ambos tipos celulares, con la consiguiente formación de
epiblasto e hipoblasto en las posiciones habituales dentro del blastocisto
maduro.
Bibliografía
Gerbe F, Cox B, Rossant J, Chazaud C. (2008). Dynamic expression of Lrp2
pathway members reveals progressive epithelial differentiation of primitive
endoderm in mouse blastocyst. Dev Biol. 313:594-602.
Rossant J, Chazaud C, Yamanaka Y. (2003). Lineage allocation and asymmetries
in the early mouse embryo. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 358:1341-9.

173. 173

174. 174
SC 3.1. El plan anatómico básico de los vertebrados. V. Flores
SC 3.2. Concepto de esbozo. V. Flores
SC 3.3. El alcance del término esbozo. V. Flores
SC 3.4. Concepto de campo morfogenético. V. Flores
SC 3.5. ¿Plegamiento o crecimiento diferencial? V. Flores
SC 3.6. La celomización. Somatopleura y esplacnopleura. Significado biológico. V.
Flores
SC 3.7. El origen, la programación temporal y la organización espacial de la
segmentación del mesodermo paraxil. V. Flores, M. Rapacioli
SC 3.8. Somitogénesis. Evidencias moleculares de la existencia de un oscilador o
reloj de segmentación. V. Flores, M. Rapacioli
SC 3.9. Mecanismos de integración molecular entre el reloj de segmentación y el
gradiente de somitogénesis. V. Flores, M. Rapacioli
SC 3.10. Conceptos de morfogénesis e histogénesis. Los primeros procesos
histogenéticos. V. Flores
SC 3.11. La deslaminación del mesodermo lateral y la especificación de las hojas
somáticas y esplácnicas del celoma. V. Flores, M. Rapacioli
SC 3.12. Epitelización y deslaminación del mesodermo lateral. Cambios en el
patrón de expresión de proteínas asociados a la especificaión y determinación
de las hojas somática y visceral del mesodermo lateral. V. Flores, M. Rapacioli
SC 3.1. EL PLAN ANATÓMICO BÁSICO DE LOS VERTEBRADOS. V. Flores

175. 175
Las especies bióticas, aun cuando estén relacionadas evolutivamente, pueden
presentar diferencias importantes. Éstas resultan de la gran variedad de
adaptaciones a diferentes medioambientes (aves y peces) o son el resultado de
diferentes modos de adaptación al mismo medio (vacas, caballos y el ser
humano comparten básicamente el mismo medio). Estas adaptaciones, que
son el resultado de la selección natural, generan diferencias notables que a
veces enmascaran las similitudes básicas que poseen las especies
emparentadas. Los vertebrados poseen un plan corporal básico derivado de los
cordados que se adquiere tempranamente durante el período somítico del
desarrollo embrionario (Fig. SC 3-1-1).
Fig. SC 3-1-1. Esquema de la organización anatómica básica de los cordados.
Descripción en el texto.
Las características principales de dicho plan son las siguientes:
1. Son animales cilíndricos con simetría bilateral. Poseen un elemento axil
denominado “cuerda dorsal” que coincide con el eje longitudinal. Este eje se
extiende desde la cabeza a la cola y se denomina eje céfalo-caudal. La simetría
bilateral está definida respecto de un plano denominado “sagital” que coincide
con la posición de la cuerda dorsal y, en consecuencia, contiene al eje céfalo-
caudal. La posición del plano sagital está definida por dos ejes contenidos en él:
uno es el eje céfalo-caudal y otro es el dorso-ventral. El plano sagital o de
simetría bilateral se define como aquel que divide al cuerpo en mitades que
son, una respecto de la otra, imágenes especulares. Esta organización espacial
de los componentes corporales es descrita anatómicamente en términos de la
posesión de una cabeza o extremo cefálico, una cola o extremo caudal, una
superficie dorsal (la espalda), una ventral y mitades o lados derecho e izquierdo
respecto del plano sagital. La existencia del plano sagital, que ocupa una
posición denominada “medial”, permite definir un tercer eje espacial que se
dirige desde el plano sagital o medial hacia los lados (derecho o izquierdo) por

176. 176
lo cual se denomina eje “medio-lateral” (de la línea media a los lados). Si bien
pueden describirse dos ejes medio-laterales, éstos son equivalentes para el caso
de las estructuras corporales con simetría bilateral. Para el caso de las
estructuras corporales asimétricas, este eje carece de sentido. Por otro lado,
tomando siempre como referencia el elemento axil (la cuerda dorsal), se
definen otras dos regiones. La que está dorsal a la cuerda se denomina epiaxial
y la región ventral a ella se denomina hipoaxial.
2. Son animales celomados. El cuerpo consiste en dos componentes cilíndricos
concéntricos, uno externo o somatopleural (vinculado a la vida de relación) y
uno interno o esplacnopleural (con estructuras vinculadas a la vida vegetativa).
Ambos elementos están separados por una cavidad interna denominada
celoma. Éste, en el estado adulto, permite la independencia de los movimientos
entre los componentes de la vida de relación y los de la vida vegetativa. Los
primeros asientan en la pared corporal en la que se encuentran los elementos
para sensar el medio y en la que se asocian elementos contráctiles (músculos
esqueléticos, rápidos) y elementos rígidos, móviles y articulados (huesos y
articulaciones) que permiten el desplazamiento del individuo en su medio. Por
el otro lado, entre los elementos de la vida vegetativa también existen
elementos móviles que se desplazan respecto de la pared corporal. Dichas
estructuras son el pulmón, el corazón y el tubo digestivo. Estas estructuras
están separadas de la pared corporal por una cavidad denominada celoma
(pericárdico, pleural y peritoneal). Las cavidades celómicas poseen paredes lisas
y contienen volúmenes adecuados de un líquido lubricante que permite sus
desplazamientos con muy escasa fricción. La adquisición de una cavidad
celómica trajo apareadas varias ventajas evolutivas a los celomados. La
deslaminación del mesodermo y la constitución de la somatopleura y la
esplacnopleura permitió un desarrollo relativamente “independiente” de los
órganos de la vida de relación, por un lado, y de la vida vegetativa, por otro. La
existencia de una cavidad corporal interpuesta entre somatopleura y
esplacnopleura permite una organización anatomofuncional independiente.
Por ejemplo, permite el desarrollo de un tubo digestivo de varios metros de
longitud dentro de un cilindro somatopleural de una longitud visiblemente
inferior. Algo similar ocurre con el pulmón y con el corazón y los grandes vasos
que durante el desarrollo realizan desplazamientos, curvaturas y torsiones
independientes de los que realiza la somatopleura. También posibilita el
desarrollo de órganos voluminosos que sólo se vinculan a la somatopleura por
mesos laxos y móviles como el hígado, el páncreas, el pulmón y las gónadas. La
organización anatómica “independiente” posibilita que los movimientos de los
órganos viscerales (pulmón, corazón, tubo digestivo) y los del aparato

177. 177
locomotor no interfieran entre sí como ocurriría si todos estuvieran unidos por
tejidos conectivos.
3. Son animales segmentados. Poseen una organización de los componentes de
la pared corporal o somatopleural adaptada a la realización de los movimientos
necesarios para desplazarse en el medio. En consecuencia, el sistema nervioso
central, el sistema nervioso periférico, el esqueleto y la musculatura axil poseen
una organización en segmentos o metámeras. Éstas se definen como unidades
anatomofuncionales, con disposición bilateral y simétrica, que se repiten a lo
largo del eje céfalo-caudal, con una misma estructura básica pero con
diferencias regionales que permiten su identificación. Cada segmento corporal
posee simetría bilateral. Un segmento del sistema nervioso es capaz de
funcionar autónomamente pues posee una población neuronal en el sistema
nervioso periférico (la neurona sensorial primaria), y dos poblaciones
neuronales en el sistema nervioso central, una población de asociación y una
eferente. Ésta última inerva los músculos correspondientes al segmento
corporal. Los músculos y los huesos del esqueleto axil están dispuestos de
modo tal que pueden realizar movimientos de flexión (por la contracción de
músculos hipoaxiales), de extensión (por los músculos epiaxiales), laterales (por
la existencia de músculos ubicados en posición lateral al eje). También pueden
realizarse movimientos de rotación o torsión combinando adecuadamente el
uso simultáneo de varios grupos musculares. A lo largo de la evolución, el
aparato de la locomoción se ha perfeccionado y, como apéndices del esqueleto
axil, surgieron los miembros anteriores y posteriores. Este hecho, sumado al
desarrollo desigual de muchas regiones corporales hace que superficialmente
no se advierta el carácter cilíndrico que con claridad se percibe en algunos
peces y ofidios.
4. Poseen un sistema nervioso central en posición epiaxial. El sistema nervioso
se encuentra en el plano dorsal del animal en una región que se continúa
directamente con la pared corporal de la cual recibe los estímulos y a la cual
envía las respuestas vinculadas a la relación con el medio. La inervación de los
elementos de la vida vegetativa se realiza a través de láminas llamadas “mesos”
que vinculan la esplacnopleura con la somatopleura. La fibras del sistema
nervioso autónomo (simpáticas y parasimpáticos llegan hasta los órganos
vegetativos esplacnopleurales a través de dichos mesos. A través de éstos
también transcurren los vasos arteriales y venosos del aparato digestivo. En
posición inmediatamente ventral al SNC se encuentra la cuerda dorsal y, en los
vertebrados, la columna vertebral.

178. 178
5. En posición inmediatamente ventral a la cuerda dorsal (o la columna
vertebral) se encuentra el plano vascular de los grandes vasos que salen y
llegan al corazón.
6. Inmediatamente ventral al plano vascular se encuentra el plano del cilindro
interno que forma el tubo digestivo y sus órganos anexos.
7. Además de los órganos que se forman en los cilindros externo (formados por
la asociación de tejidos ectodérmicos y mesodérmicos) e interno (formados por
la asociación de tejidos endodérmicos y mesodérmicos), poseen órganos que se
forman directamente en la intimidad del mesodermo. Estos órganos
pertenecen a los aparatos excretor y reproductor y al sistema circulatorio.
Bibliografía
Gilbert SF, Raunio AM, Editors. (1997). Embryology, Constructing the Organism.
Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc.
Schnek A, Massarini A. (2008) Curtis. Biología. 7ª edición. Buenos Aires: Editorial
Médica Panamericana.
SC 3.2. CONCEPTO DE ESBOZO. V. Flores
La 4ª y la 5ª SD son etapas organogénicas. En ellas se constituyen las
poblaciones celulares precursoras de la mayor parte de los aparatos, sistemas y
órganos que comúnmente se denominan esbozos. En el texto impreso se usa
reiteradamente el término “esbozo”. Probablemente queda implícito, por el
sentido que se le asigna en las descripciones, que alude a poblaciones celulares
a partir de la cuales se generan órganos, aparatos o regiones particulares del
organismo.
En el campo de la biología del desarrollo el término posee una acepción
específica no siempre claramente acotada en los textos.
Desde el punto de vista teórico, el esbozo de la estructura adulta A se define
como...
(a) ... la población celular embrionaria formadora o precursora de la estructura
A...
(b) ... identificable dentro de un sistema de referencia temporoespacial que lo
precede y del cual derivan tanto su relación armónica con el resto del
organismo como su propia organización interna…

179. 179
(c) ... caracterizable como un sistema de desarrollo completo ya que en él que
radican todos los elementos estructurales e informativos que interactivamente
generan el órgano A y sólo el órgano A…
(d) ... integrado por una o más poblaciones celulares…
(e) .. que en conjunto se encuentran determinadas, vale decir, …
(f) ... poseen potencia evolutiva restringida o acotada a la formación de la
estructura A.
A continuación se aclaran y amplían algunos de los ítems que integran el
concepto de esbozo:
(a y c) Cuando se alude a “población celular embrionaria precursora o
formadora de la estructura A” ... caracterizable como un “sistema de desarrollo
completo” equipado con los elementos estructurales e informativos que
interactivamente generan el órgano A, se pretende enfatizar que la población
celular que recibe el nombre de esbozo debe ser capaz de generar una
estructura A compleja, completa, armónica, estructural y funcionalmente
integrada.
- La calificación de “compleja” alude a que normalmente las estructuras
biológicas se constituyen como entidades heterogéneas constituidas por partes
apropiadamente autoensambladas.
- La calificación de “completa” alude a que la población aludida como esbozo
debe generar todas las partes que componen el órgano definitivo.
- El termino “armónica” alude a las relaciones de posiciones, tamaños y
volúmenes relativos que deben poseer las partes del todo generadas por el
esbozo.
- El criterio referido como “estructural y funcionalmente integrada” alude a que
el cumplimiento de toda función biológica requiere una cierta estructura
óptima que, precisamente, habilita a cumplir tal función, Tal vínculo entre
estructura y función es habitualmente designado como “relación o unidad
estructura-función”.
(b) Elementos informativos y estructurales y mecanismos de interacción entre
ambos. Cuando un esbozo está integrado por dos o más poblaciones celulares,

180. 180
ellas, en general, se comportan diferente y complementariamente y, debido a
ello, su separación produce una interrupción del desarrollo. De ahí deriva la
noción de que el desarrollo es interactivo. La importancia de las asociaciones
epitelio-mesenquimáticas en la constitución de esbozos radica en que el
desarrollo sólo procede como consecuencia de interacciones entre ambos.
Cuando ambos son separados y cultivados “in vitro”, el desarrollo se detiene y
su reasociación “in vitro" es suficiente para iniciar fenómenos morfogenéticos e
histogenéticos, sin estímulos externos adicionales, logrando un cierto grado de
diferenciación. La noción de heterogeneidad celular en la constitución de los
esbozos incluye también las diferencias referidas a los diferentes papeles
informativos que pueden poseer las células de un esbozo. Este concepto se
discute bajo otros títulos (SC 3.4 Concepto de campo morfogenético). Todo
esbozo cumple un programa epigenético en el que está incluida la expresión de
moléculas que median los procesos de determinación y diferenciación celular
espacialmente organizados. Este hecho es posible debido a que en los esbozos
están incluidas células que poseen roles informativos referidos específicamente
a la instalación del patrón de organización de éste (SC Poblaciones celulares
organizadoras (pcO) y la regionalización y determinación progresiva del tubo
neural).
(d) La composición celular heterogénea de los esbozos. En general los órganos
están compuestos por más de un tipo celular. Los conceptos de parénquima y
estroma se refieren a este hecho. Las células que integran el parénquima
cumplen la(s) función(es) específica(s) del órgano y las que componen el
estroma participan estrechamente con las primeras en el cumplimiento de las
funciones del órgano: mantienen las características del estado diferenciado,
proveen el patrón de organización al mismo, constituyen el andamiaje
estructural del órgano y posibilitan su integración funcional proveyéndole
mecanismos de comunicación (neurales y vasculares [endocrinos, inmunitarios,
etc]) con otros órganos de la economía. Desde el punto de vista estructural, la
heterogeneidad celular de los esbozos de órganos se refiere a que éstos
habitualmente están compuestos por dos o más poblaciones de células
embrionarias interactuantes: uno epitelial (que originará el parénquima) y uno
mesenquimático (que originará el estroma). Para el caso de estructuras de
origen somatopleural, los esbozos están constituidos por la asociación del
epitelio ectodérmico + el mesénquima somático y, para el caso de las
estructuras de origen esplacnopleural, los esbozos están compuestos por el
epitelio endodérmico + el mesénquima visceral. En general, el epitelio origina el
parénquima y el mesénquima origina el estroma de los órganos de origen
somatopleural o esplacnopleural.

181. 181
(e) El carácter determinado de los esbozos. Se refiere a que éstos se constituyen
como consecuencia de fenómenos interactivos que fijan el destino evolutivo de
la(s) población(es) celular(es) que integra(n) el esbozo. Estas interacciones
celulares son denominadas determinantes –directrices o instructivas–. Los
fenómenos de determinación consisten en reprogramaciones de la información
genética que instalan restricciones a la potencia evolutiva de las células. Una
determinación implica la retención de una de dos o más opciones de
desarrollo; la vía de desarrollo seleccionada, de ahí en más, se mantiene como
un efecto estabilizado o irreversible de larga duración. Esto último es descrito
también en términos de la adquisición de un compromiso de desarrollo. El
grado y tipo de determinación que posee un esbozo cualquiera es el resultado
global de la historia de determinaciones que han sufrido las células que
constituyen el esbozo y sus antecesoras. Para más detalles sobre el concepto de
determinación (SC 0.5. El concepto de determinación. Potencia y significado
evolutivos; SC 0.6. Concepto de acción celular determinante (A c-c D); SC 0.7.
Poblaciones celulares determinantes (pcD) y poblaciones celulares
competentes (pcC)).
(f) El carácter restringido de la potencia evolutiva de un esbozo. Que una
población celular embrionaria posea capacidad para originar la estructura
adulta “A” no es suficiente para considerarla como el esbozo de “A”. Ese hecho
sólo indica que la capacidad de formar “A” forma parte de su potencia de
desarrollo. Dilucidar si una población celular embrionaria, efectivamente,
constituye el esbozo de la estructura adulta “A” requiere investigar si es capaz
de originar exclusivamente dicha estructura. Dado que el desarrollo se ejecuta
como un programa de interacciones celulares, tales experimentos consisten en
trasplantar el presunto esbozo “A” a otras regiones embrionarias o hacerlo
desarrollar en distintos medioambientes –medios de cultivo químicamente
definidos o medios condicionados– diseñados artificialmente. Estos
experimentos se realizan para contrastar si la población celular en cuestión, en
efecto, sólo posee la potencia de generar el órgano “A” o si, por el contrario,
todavía retiene otras potencias de desarrollo. Sólo cuando una población
celular embrionaria ha restringido su potencia a la formación de una estructura
en particular, es considerada el esbozo de dicha estructura.
Bibliografía
Flores V. (2000). SBD. Bases biológicas y moleculares del período somítico. Dir.
Vladimir Flores.
SC 3.3. EL ALCANCE DEL TÉRMINO ESBOZO. V. Flores

182. 182
El concepto de esbozo se asocia a la idea de población celular precursora de
alguna “parte”, “región”, o “lugar” del individuo. Tales partes o lugares del
individuo deben poseer características biológicas (estructurales y funcionales)
que los delimiten y definan suficientemente bien como para conferirles entidad
y nombre propio (identidad) durante el desarrollo embrionario y en el
individuo terminalmente diferenciado. También existen algunas poblaciones
celulares embrionarias o asociaciones de poblaciones celulares que cumplen
con las características de esbozos pero que son transitorias y no poseen un
derivado único en el adulto sino múltiples estructuras adultas definitivas.
Ciertas estructuras como la somatopleura o la esplacnopleura se comportan del
modo descrito pero en general no se aplica a ellas el término esbozo.
Las poblaciones celulares embrionarias denominadas esbozos son precursoras
o formadoras de una variedad de entidades biológicas que pueden
corresponder a diferentes niveles de organización del individuo. El término
esbozo, en consecuencia, se aplica a varios niveles de organización. En general
se trata de a) poblaciones generadoras de órganos (p. ej., esbozo de la glándula
tiroides), aunque también se aplica el término esbozo para referirse a b)
poblaciones celulares generadoras de todo un aparato (p. ej., esbozo
respiratorio o laríngeo-tráqueo-bronco-pulmonar que forma casi todo el
aparato respiratorio), o c) poblaciones celulares precursoras de todo un sistema
(p. ej., la placa neural que es el esbozo del sistema nervioso central).
El término esbozo también se aplica a poblaciones celulares que generan
estructuras o entidades, que d) no corresponden con precisión a ninguno de los
niveles de organización clásicos, y que sólo son partes de órganos (p. ej., el
esbozo dorsal del páncreas o el esbozo de la corteza suprarrenal) o, por el
contrario, a esbozos que generan e) conjuntos de órganos que integran
regiones corporales (p. ej., esbozos de miembros superiores o inferiores que
originan todos los órganos (huesos y músculos) contenidos en el miembro).
También se aplica a f) poblaciones celulares que generan órganos que están
incluidos dentro de otros órganos (p. ej., esbozo de la lente, un órgano que está
incluido dentro del ojo que, a su vez, es considerado el “órgano de la visión”).
Finalmente, g) el término esbozo suele ser usado también incorrectamente
cuando se designan elementos anatómicos que en rigor no poseen ninguna
población celular embrionaria y que sólo son lugares delimitables
anatómicamente por su carácter de cavidades (p. ej., esbozo del cuarto
ventrículo o del tercer ventrículo, estomodeo o boca primitiva, como esbozo de
la boca definitiva). También es incorrectamente aplicado para designar
regiones embrionarias que originan regiones anatómicas bien definidas en el
adulto pero que no se forman como consecuencia de la operación de los

183. 183
mecanismos de desarrollo involucrados en la génesis de esbozos (p. ej., esbozo
del quiasma óptico).
¿Qué tienen en común todas estas estructuras tan disímiles que permite
afirmar que todas ellas se generan a partir de esbozos? Tienen en común el
hecho de que, pese a las grandes diferencias en cuanto a su complejidad y a la
dificultad para ubicarlos en algún nivel de organización definido del
organismo, comparten la cualidad de que, para todas ellas es posible
identificar, en un momento del desarrollo y en una ubicación definida dentro
del embrión, una (o más) población (es) celular(es) cuya única potencia de
desarrollo es la de generarlos. Vale decir, se trata de poblaciones celulares que
han sufrido un grado tal de determinación, dependiente de su historia de
determinaciones previas, que sólo pueden formar la estructura en cuestión.
El concepto de esbozo resulta en consecuencia de una contrastación
experimental. La mera observación, por reiterada que sea, de que una cierta
población celular embrionaria genera una cierta estructura “A” no es suficiente
para afirmar que tal población sea el esbozo del órgano “A”. Si la población
celular embrionaria en cuestión, al ser manipulada (cambiada de lugar en el
embrión, por ejemplo) es capaz de originar una estructura normal diferente de
“A”, no debe ser considerada el esbozo de “A” (SC Concepto de esbozo).
Bibliografía
Flores V. (2000). SBD. Bases biológicas y moleculares del período pomítico. Dir.
Vladimir Flores.
SC 3.4. CONCEPTO DE CAMPO MORFOGENÉTICO. V. Flores
Se denomina campos morfogenéticos a regiones definidas de un organismo en
desarrollo en los que es posible demostrar experimentalmente que se
comportan como esbozos con capacidad regulativa. Un campo es, a su vez, un
“sistema de desarrollo” determinado a formar diversos tipos de entidades que
integran un organismo complejo: desde estructuras identificables como “parte”
o “región” corporal o “lugar” del organismo hasta órganos bien delimitados.
La definición de campo es independiente de la complejidad, tamaño o
localización de las estructuras que originan; así hay campos que originan a)
regiones corporales grandes como el miembro inferior o superior, o b)
conjuntos de órganos como el corazón y parte de los grandes vasos o d)
estructuras pequeñas y delicadas como la adenohipófisis, el conducto coclear
del oído interno u otras más pequeñas aún.

184. 184
Dado que los campos son esbozos con capacidad regulativa, el concepto de
campo incluye todos los ítems que conforman la definición de esbozo (SC
Concepto de esbozo). Así:
- los campos están integrados por poblaciones identificables de células
embrionarias precursoras de una cierta estructura (aparato, sistema, órgano o
región corporal) que conforman…
- un sistema autodiferenciante, caracterizado por su completitud, vale decir,
equipado con todos los elementos estructurales e informativos de cuyas
interacciones surge una estructura con entidad propia, compleja, completa y
armónica…
- constituido dentro de un sistema de referencia temporoespacial que lo
precede y del cual derivan tanto su relación armónica con el resto del
organismo como también el sistema de referencia que establece su propia
organización interna…
- constituido por una o más poblaciones celulares que…
- en conjunto forman un sistema de desarrollo determinado o comprometido,
vale decir…
- un sistema con una potencia evolutiva restringida o acotada a la formación de
una estructura definida.
Por otro lado, los campos también se caracterizan porque en ellos es posible
determinar experimentalmente que:
a) Son sistemas con organización interna lábil o indeterminada. Si bien un
campo es una población determinada a formar una cierta estructura que puede
poseer una organización interna compleja integrada por varias regiones o tipos
tisulares apropiadamente estructuradas en el espacio, las células no están
determinadas a formar alguna subregión o subestructura en particular de todas
las que integran la estructura completa terminalmente diferenciada. Vale decir,
están determinadas a formar una entidad correspondiente a un cierto nivel de
organización pero indeterminadas desde el punto de vista de los niveles de
organización subordinados. Como ejemplo: el esbozo del miembro superior
derecho es un campo; las células del campo están determinadas a originar el
miembro superior; pero no están determinadas a formar algún segmento en
particular del miembro sino que poseen la capacidad de originar cualquiera de

185. 185
las diferentes regiones del miembro (brazo, antebrazo, mano, etc.). Por
supuesto que, según el desarrollo progresa, llega el momento en que las
células se determinan a formar todas las estructuras que corresponden a las
subregiones o los detalles estructurales que integran la estructura completa.
Estas sucesivas determinaciones ocurren de lo general a lo particular y a ello
alude el concepto de determinación progresiva (SC Evolución de la potencia
citogenética y del grado de determinación durante el desarrollo. La
determinación progresiva de tipos celulares; SC 9.2. Poblaciones celulares
organizadoras (pcO) y la regionalización y determinación progresiva del tubo
neural; SC 5.3. La determinación progresiva de las células cardiogénicas: la
placa cardiogénica, los campos cardiogénicos primario y secundario y otras
estirpes celulares).
b) Poseen capacidad regulativa. La capacidad regulativa alude a la plasticidad
de un sistema de desarrollo de adaptarse a déficits o excesos de células, o de
partes del sistema, de modo tal que el desarrollo no se altera. La capacidad
regulativa se pone de manifiesto por el hecho de que la eliminación (déficits) o
el agregado (exceso) de células del sistema no conducen ni a la pérdida
(ausencia) ni al exceso (duplicaciones) de partes en la estructura terminalmente
desarrollada. Ello implica que las células no están determinadas a formar alguna
parte definida del sistema sino que pueden modificar sus destinos,
dependiendo de las interacciones internas del sistema, de modo que la
estructura resultante sea completa y armónica. La eliminación de células no
ocasiona pérdida de partes pues las células remanentes son capaces formar los
tejidos que hubieran derivado de las que fueron eliminadas. Ello implica que las
células son equipotentes; vale decir, no están diferentemente determinadas.
c) Poseen patrón informativo instalado por una pcO. En varios modelos
experimentales de campo es posible constatar que éstos poseen al menos dos
categorías de células. Una de ellas, denominada zona de actividad polarizante o
ZAP, posee función eminentemente informativa; instala un sistema de
referencia que regula o controla CCD por medio del establecimiento de un
sistema de señalización celular espacialmente organizado en forma de
gradiente. Así, la distribución espacial asimétrica de valores de concentración
de una sustancia señalizadora, denominada genéricamente morfógeno, genera
diferencias en función del espacio en los CCD.
d) Poseen una población celular sensible al patrón informativo. Los campos
están equipados también con células equipotentes, con función
eminentemente estructural, sensibles al patrón informativo y que responden al
gradiente señalizante de un modo dependiente de la concentración y el

186. 186
tiempo de exposición. Ello implica que las células sensibles al patrón, aunque
son equipotentes y conforman un sistema homogéneo, ejecutan
diferencialmente sus CCD tomando como referencia el patrón informativo. En
consecuencia, pueden comportarse diferentemente en el espacio y generar un
sistema complejo o heterogéneo.
Bibliografía
Li H, Tierney Ch, Wen L, Wu JY, Rao, Y. (1997). A single morphogenetic field
gives rise to two retina primordia under the influence of the prechordal plate.
Development. 124(3):603-15.
Wolpert L. (1968). The French flag problem: A contribution to the discussion on
pattern formation and regulation. In: C. H. Waddington (ed.). Towards a
Theoretical Biology. Edinburg: Edinburgh University Press. pp. 125-33.
Wolpert L. (1969). Positional information and the spatial pattern of cellular
differentiation. J Theor Biol. 25:1-47.
Wolpert L. (1977). The Development of Pattern and Form in Animals.
Burlington, NC: Carolina Biological.
Wolpert L. (1978). Pattern formation in biological development. Sci Am.
239(4):154-64.
Stocum DL. (1984). The urodele limb regeneration blastema: Determination
and organization of the morphogenetic field. Differentiation 27(1):13-28.
SC 3.5. ¿PLEGAMIENTO O CRECIMIENTO DIFERENCIAL? V. Flores
En el lenguaje común, el término plegar alude a generar uno o más pliegues
doblando o curvando algo sobre sí mismo. Esta acepción común, aplicada al
plegamiento embrionario, sugiere que las hojas del disco embrionario, que son
homologadas a planos, se doblan sobre sí mismas. En la mayor parte de los
textos, como recurso didáctico, se recurre a la metáfora de que durante el
plegamiento los bordes del disco embrionario se acercan a la línea media,
contactan y se fusionan. Si así fuera, al final del plegamiento el embrión debería
tener dimensiones menores que las que tiene al principio (cuando algo se
pliega disminuye alguna de sus dimensiones; un paraguas desplegado no entra
en su estuche, plegado sí lo hace debido a que disminuyen dos de sus tres
dimensiones).
La expresión “plegamiento del embrión” no sugiere aumento de tamaño ni
crecimiento diferencial. Sin embargo, éstos son los fenómenos que explican el
plegamiento el embrión. Es cierto sí, que durante la 4ª y 5ª SD, en la frontera
entre el embrión y los tejidos no embrionarios se genera una zona circular que
resiste la distensión que podría provocar el continuo e intenso crecimiento del

187. 187
embrión. Por lo demás, no ocurre que los bordes derecho e izquierdo del disco
embrionario contacten entre sí y se fusionen.
El plegamiento del embrión es el resultado de CCD que producen un
crecimiento diferencial. Se entiende por crecimiento diferencial el aumento de
tamaño de una estructura de un modo no uniforme, no isométrico o no
armónico. En el caso del crecimiento uniforme, el crecimiento global implica un
crecimiento similar en cualquier dirección del espacio y en cualquier área
considerada, independientemente de su tamaño y posición dentro del sistema.
La estructura crece (aumenta su tamaño) similarmente en todas las escalas y en
todas las regiones. Este tipo de crecimiento se denomina también isométrico o
isotrópico. El aumento en longitud es similar en todas las direcciones del
espacio. El crecimiento diferencial es un tipo diferente de aumento de tamaño
o longitud. El crecimiento global no es el resultado de crecimientos similares en
cualquier región o cualquier escala considerada. Por el contrario, existen
diferencias en la intensidad del crecimiento en función del espacio y algunas
regiones crecen más que otras. Esto deriva en que el aumento en tamaño no es
similar en todas las direcciones del espacio. Este tipo de crecimiento se
denomina anisométrico o anisotrópico.
El modo particular de plegarse del embrión y su forma final resultan de que a)
las regiones periféricas del disco embrionario crecen menos que las regiones
centrales y mediales y que b) el crecimiento en la dirección del eje céfalo-caudal
es mayor que el crecimiento en la dirección medio-lateral. Las estructuras que
crecen mucho en longitud (en dirección céfalo-caudal) son las estructuras
mediales: la placa neural (luego tubo neural), la notocorda y el mesodermo
paraxil (luego somitas). Éstas son las estructuras más rígidas que posee el
embrión y que son capaces de generar tensiones en los demás tejidos. Los
restantes tejidos se van acomodando a las líneas de fuerza que ellas generan
durante su expansión. El comportamiento físico de los tejidos del embrión varía
en función del tiempo y la región considerada. En general oscila desde un
comportamiento símil-rígido (como el de la notocorda) pasando por un
comportamiento elástico (como las regiones laterales de la placa neural) hasta
el de un material viscoso (como los tejidos más delgados de las regiones
laterales del embrión). Cuando los tejidos exhiben un comportamiento elástico
son capaces de almacenar las fuerzas que operan sobre ellos, tensarse,
transmitir fuerzas en su intimidad y a los tejidos adyacentes, y cambiar de
forma. Cuando exhiben un comportamiento viscoso no son capaces de generar
fuerzas, se acomodan a las fuerzas que operan sobre ellas cambiando de forma
y la energía se disipa; no se tensan y no son capaces de transmitir fuerzas. Las
simulaciones computacionales de cambios de forma de láminas epiteliales

188. 188
aplicando a los tejidos gradaciones de las propiedades físicas descritas (rígido,
elástico, viscoelástico y viscoso) permiten simular muchos fenómenos
morfogenéticos. Algunas estimaciones de la intensidad de las fuerzas que
operan entre las células y las necesarias para producir dichos cambios coinciden
con bastante proximidad.
El efecto de un crecimiento anisométrico como el descrito para el embrión
puede visualizarse a través de un ejemplo simple: el juguete para hacer pompas
de jabón. Una lámina de agua jabonosa se extiende en el espacio definido por
un pequeño aro de metal. Debido a la tensión superficial (resultante de la
fuerza de atracción entre sus moléculas) y a la alta afinidad por el metal, el
agua adopta una disposición plana sin “derramarse” del aro de metal que
delimita sus bordes. Cuando aumenta la presión sobre una de sus caras (como
cuando se la sopla de un lado) la lámina se abomba hacia el lado opuesto.
Nótese que el abombamiento es consecuencia de dos hechos: a) un aumento
de la superficie de la lámina de agua jabonosa que excede el área definida por
el aro de metal sumado a b) una ausencia de expansión del borde de la lámina
correspondiente a la porción de agua que se encuentra adherida al aro. El
aumento de la superficie de la región interna del plano con una restricción a la
expansión en los bordes tiene una consecuencia inevitable, la lámina debe
abandonar la disposición plana y debe plegarse. Existe una diferencia sustancial
entre este ejemplo simple y el plegamiento del embrión. En el caso del ejemplo
se produce un abombamiento de curvatura regular. Ello se debe a que la
región interna de la lámina jabonosa se expande isométricamente. Si se
detuviera el procedimiento a mitad de camino, se obtendría una hemiesfera.
Otro sería el resultado si la porción interna del plano se distendiera
anisométricamente. Si el material fuera fácilmente distensible en una dirección
“A” del espacio y muy poco distensible en otra dirección “B”, ubicada 90 grados
respecto de la primera, y entre ambas direcciones existiera una gama continua
de distensibilidad, el resultado no sería una hemiesfera. La pompa estaría muy
abombada a lo largo de la dirección “A” y estaría poco abombada a lo largo de
la dirección “B”. Algo similar ocurre con el embrión que aumenta mucho en
longitud y, en consecuencia, los extremos cefálicos y caudal presentan una muy
marcada curvatura. Ello se aprecia en los cortes sagitales del embrión (Fig. SC 3-
5-1). Por el contrario, en los cortes transversales (perpendiculares al primero), la
curvatura es menor sobre todo a mitad de camino entre los dos extremos.
Si un plano creciera isométricamente en toda su extensión, por intenso que el
crecimiento fuera el plano no se plegaría; sólo aumentaría su superficie
armónicamente sin abandonar la disposición plana. Vale decir, se transformaría

189. 189
en un plano más grande. El crecimiento anisométrico de cualquier región
ubicada en el interior de un plano obligatoriamente produce su incurvación.
Fig. SC 3-5-1. Crecimientos diferenciales responsables del plegamiento del
embrión. En los paneles derecho e izquierdo se ilustran esquemas de cortes
longitudinales sagitales y transversales, respectivamente, de embriones en
distintos estados de plegamiento. Nótese que los tejidos de las regiones
correspondientes al borde del embrión temprano (los que luego bordean los
pedículos vitelino y de fijación) crecen relativamente menos que los demás.
Recomendamos al lector identificar y nombrar cada uno de los tejidos y
estructuras embrionarias y seguir sus cambios de posición durante el
plegamiento (Véase animación 2D en sitio web).

190. 190
SC 3.6. LA CELOMIZACIÓN. SOMATOPLEURA Y ESPLACNOPLEURA. SIGNIFICADO
BIOLÓGICO. V. Flores
Los animales superiores poseen conjuntos de órganos que tienen la función de
brindar respuestas rápidas a las señales provenientes del medio y conjuntos de
órganos que cumplen funciones vegetativas. Los que cumplen la función de
relación con el medio son los órganos de los sentidos, la piel, el sistema
nervioso, el aparato de la contención neurosensorial, el locomotor, etc. Los que
cumplen funciones vegetativas son los aparatos respiratorio, digestivo,
circulatorio, excretor, reproductor, etc. Estos diferentes conjuntos de órganos
están distribuidos en el organismo de un modo eficazmente adaptado al
cumplimiento de sus respectivas funciones. En efecto, sus funciones, las
relaciones funcionales entre ellos, las ventajas aportadas por la máxima eficacia
funcional y la ventaja resultante de la protección de órganos vitales han hecho
que a lo largo de la evolución filogenética se haya seleccionado un tipo de
organización estructural de ellos dentro del organismo. Dicha organización
estructural básica, debido a las ventajas que aporta, han sido mantenidas en los
vertebrados que, en consecuencia, comparten un conjunto de características
estructurales y funcionales básicas.
Desde el punto de vista anatómico, la formación del celoma contribuye a la
generación del patrón anatómico y genera la primera y más elemental
distribución básica: a) los órganos de la vida de relación, superficialmente y b)
los de la vida vegetativa, internamente. La celomización genera cierto grado de
independencia o autonomía de los órganos de la vida vegetativa puesto que la
cavidad celómica los separa. El proceso, sin embargo, se produce de modo que
quedan respetadas ciertas regiones (a lo largo de toda la línea media dorsal)
que vinculan anatómicamente a la somatopleura y la esplacnopleura. Dichas
regiones se denominan mesos. Esta vinculación anatómica permite la
integración funcional entre ambos conjuntos de órganos a través de la
circulación y la inervación.
Desde el punto de vista fisiológico, la formación del celoma permite cierto
grado de independencia de los órganos esplacnopleurales y algunos órganos
originados por la asociación de los mesodermos intermedio y visceral. Ya
hemos mencionado la importancia de la independencia en los desplazamientos
(véase SC 3.1. El plan anatómico básico de los vertebrados). Cierto grado de
autonomía se manifiesta también en el hecho de que el aparato digestivo,
dada la variedad de regiones que posee, cuyas funciones deben coordinarse
localmente, dispone de su propio sistema endocrino y nervioso. También

191. 191
dispone de un sistema inmunitario muy desarrollado pues, potencialmente, es
una de las más importantes vías de entrada de gérmenes.
Desde el punto de vista embriológico, la formación de los componentes
somatopleural y esplacnopleural, además de definir el celoma, contribuye a
segregar, desde temprano, estos dos conjuntos de poblaciones celulares
embrionarias precursoras de órganos. En la figura SC 3-6-1 A, la línea de puntos
muestra cómo, ya al principio del PS, a) los elementos ubicados en la línea
media (placa neural, notocorda, somita) junto a la somatopleura, que forman
las estructuras de la vida de relación, se segregan de b) la esplacnopleura y el
mesodermo intermedio que forman los aparatos de la vida vegetativa. Las
figuras SC 3-6-1 B a D muestran que a) cuando el embrión se pliega, el
mesodermo intermedio y la hoja esplácnica del mesodermo lateral se asocian
formando la cresta urogenital y que b) en la línea media se genera el meso que
une a la somatopleura y la esplacnopleura.

192. 192
Fig. SC 3-6-1. Esquemas de cortes transversales de embriones de diferentes
edades (A. 22 días; B. 24 días; C. 28 días y D. 31). En B a D los cortes
transversales pasan por el intestino posterior. La línea de puntos muestra la
frontera entre las regiones embrionarias que originarán órganos de la vida de
relación y de la vida vegetativa. Recomendamos al lector identificar y nombrar
cada uno de los tejidos y estructuras embrionarias y analizar sus cambios de
posición y tamaño durante el período considerado.
Desde el punto de vista de la Biología del Desarrollo, la importancia de la
formación de la somatopleura y la esplacnopleura radica en que por medio de
este proceso se constituyen dos sistemas –bastante independientes y
autónomos– de desarrollo interactivo. En efecto, cada uno de ellos está
integrado por un par de elementos que interactúan: un componente epitelial y
un componente mesenquimático (somatopleura = ectodermo + hoja somática
del mesodermo lateral y esplacnopleura = endodermo + hoja visceral del
mesodermo lateral). Que estos dos elementos se desarrollan interactivamente
se demuestra por el hecho de que la separación de los componentes epitelial y
mesodérmico impide el desarrollo de ambos. Ello se debe a que ninguno de
ambos tejidos se desarrolla sin las señales provenientes del otro. Las señales
involucradas en las interacciones del desarrollo son en su mayoría moléculas
difusibles de escaso rango de alcance. Vale decir, operan paracrinamente como
mediadores locales. Debido a ello, una consecuencia importante de la
deslaminación del mesodermo lateral es que la formación del celoma
contribuye a separar el par de elementos interactivos somatopleurales del par
de elementos interactivos esplacnopleurales. Esto contribuye a que las señales
generadas en la esplacnopleura no operen sobre la somatopleura y
recíprocamente (SC 3-11. La deslaminación del mesodermo lateral y la
especificación de las hojas somáticas y esplácnicas del celoma).
Bibliografía
Gasser RF. (1975). Atlas of human embryos. The endowment for human
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Carnegie Collection. Carnegie Institution of Washington.
SC 3.7. EL ORIGEN, LA PROGRAMACIÓN TEMPORAL Y LA ORGANIZACIÓN
ESPACIAL DE LA SEGMENTACIÓN DEL MESODERMO PARAXIL. V. Flores, M.
Rapacioli
Se denomina somitogénesis el conjunto de eventos, correspondientes a los
niveles de organización molecular, celular y tisular, que conducen a la

193. 193
formación de segmentos o somitas en el mesodermo paraxil. En sentido
restringido se utiliza el término para aludir al proceso por medio del cual a
partir del mesodemo presomítico o placa de segmentación se forman somitas.
En sentido amplio el término incluye todos los procesos que acontecen desde la
aparición de la población celular precursora del mesodermo paraxil (pcpMP), la
formación del mesodermo presomítico, su programación, y su maduración en
somita.
La segmentación del mesodermo paraxil posótico progresa en sentido céfalo-
caudal con periodicidad típica. En el hombre se originan tres pares de somitas
por día; en promedio, un par de somitas cada ocho horas.
Algunos experimentos de sección transversal del embrión indican que la
pcpMP posótico, y responsable de su segmentación, se localiza en la región
cefálica del surco primitivo.
Existe una primera fase, hasta el estado de máxima longitud del surco primitivo,
en la que la pcpMP se localiza en el epiblasto (Fig. SC 3-7-1 A). Las células que
se invaginan durante esta fase originan el mesodermo paraxil preótico.
Existe una segunda fase, desde el inicio de la regresión del surco primitivo y
hasta la constitución del apéndice caudal, durante la cual el lugar que ocupa la
pcpMP posótico es motivo de controversias. Algunos proponen la existencia de
una pcpMP, ubicada en el surco primitivo, que origina las células del
mesodermo presomítico. Las células más cefálicas originarían la región medial
del mesodermo presomítico y las más caudales originarían la región lateral de
dicho mesodermo. Otros autores aceptan la existencia de una pcpMP en la
región cefálica del surco primitivo, que originará la región medial del
mesodermo paraxil, pero consideran que las células de la región lateral de
dicho mesodermo se origina a partir de células ubicadas más lateralmente, en
el epiblasto (Fig. SC 3-7-1 B y C).
En una tercera fase, constituido el apéndice caudal, todas las células del
mesodermo paraxil ‒mediales y laterales‒ se originan a partir de una única
pcpMP medial (Fig. SC 3-7-1 D). Existe coincidencia en que, en todas estas fases,
se respeta el plan general de la gastrulación: las células que se invaginan a
través de la región cefálica del surco primitivo (y del apéndice caudal)
adquieren posiciones mediales en el disco embrionario y las que se invaginan
caudalmente adquieren posiciones laterales.

194. 194
Fig. SC 3-7-1. La figura ilustra dos modelos sobre la localización y migración de
las células precursoras del mesodermo paraxil. Ambos modelos coinciden en
cuanto a la primera y la última fases (A y D) y difieren en las fases intermedias (B
y C). A. Primera fase, la pcpMP se halla en el epiblasto. B-C. Fase de regresión
del surco primitivo. Un modelo –mitad izquierda del esquema– propone que las
células que formarán la región medial del mesodermo paraxil (verde) se halla
en la zona medial, y caudal al organizador, y que las células que formarán la
región lateral del mesodermo paraxil (violeta) se hallan en la región del
epiblasto adyacente al surco primitivo. Otro modelo –mitad derecha del
esquema– propone que todas las células que formarán el mesodermo paraxil
se hallan a lo largo del surco primitivo. Las más cefálicas originarían la región
medial de dicho mesodermo (verde) y las más caudales formarán la región
lateral del mesodermo (violeta). D. Fase de segmentación. En la última fase
todas las células precursoras del mesodermo paraxil se hallan en la línea media
cefálica del apéndice caudal, inmediatamente caudal al organizador. Ellas
seguirían con una organización tal que las cefálicas y las caudales originarían

195. 195
zonas mediales (verde) y laterales (violeta), respectivamente, del mesodermo
paraxil.
Desde la formación del surco primitivo en adelante, la formación de somitas a
partir de la pcpMP ocurre según la siguiente secuencia de eventos. Con el
crecimiento en longitud del embrión, la ppMP se desplaza en sentido caudal y
va dejando dos bandas mesodérmicas, el mesodermo presomítico o placa de
segmentación, a ambos lados del mesodermo axil cordal (notocorda) y del
surco neural. Las células del mesodermo presomítico forman un mesénquima
laxo que progresivamente se compacta en hacia el extremo cefálico.
Posteriormente, cuando las células van a formar un somita, sufren una
transición mesenquimático-epitelial (SC La transformación del mesodermo
presomítico en somita. CMD involucrados en la transición mesenquimático
epitelial (T m-e)). Las células se adhieren fuertemente entre sí, se separan de las
de los somitas adyacentes y forman una estructura epitelioide que luego se
diferencia en un somita epitelial con una luz central, el miocele, ocupada por
células mesenquimáticas. Los cambios temporales descritos, válidos para cada
segmento, pueden visualizarse también recorriendo el espacio desde la región
caudal a la cefálica del mesodermo presomítico (Fig. SC 3.7.2).

196. 196
Fig. SC 3-7-2. A. Corte histológico parasagital del mesodermo paraxil de un
embrión de pollo (33 horas). B. Vista dorsal de un embrión de pollo de la misma
edad en la que la línea de puntos marca el plano del corte ilustrado en A. En A.
se observa que el mesodermo paraxil posee una región caudal no segmentada,
o mesodermo presomítico, y una porción segmentada. En el mesodermo
presomítico, la flecha horizontal marca el límite entre la porción caudal laxa y la
cefálica más compacta en donde se está iniciando el proceso de transición
mesenquimático-epitelial. En la región cefálica a la flecha, las células
adyacentes al ectodermo y endodermo gradualmente se compactan y forman
un tejido epitelioide. Al llegar al extremo cefálico del mesodermo presomítico
se constituye el segmento (somitómero) S0 (cero). Desde allí, en sentido
cefálico, los somitas están numerados con números romanos. SI (uno) es el
último segmento corporal formado. Diez segmentos más arriba de S0 se halla
un somita maduro (S IX). Nótese que en la región ventral de los somitas X y XI
ya se está disgregando el esclerotomo. En un nivel próximo al indicado por la

197. 197
flecha horizontal se halla el frente de determinación de la identidad de
segmentos. Este frente se mantiene a distancia constante del organizador
hasta la formación del somita número 25 (en el pollo). Posteriormente, junto
con el acortamiento del mesodermo presomítico, se modifica hasta terminar
desapareciendo. Flecha vertical: eje céfalo-caudal. Ec: ectodermo; En:
endodermo. Fotografías reproducidas con autorización de Dra. M. Rapacioli.
Durante el período somítico, el mesodermo presomítico se extiende desde el
nódulo de Hensen hasta el último somitómero constituido. La longitud del
mesodermo presomítico varía en función del tiempo y depende del balance
entre dos factores: a) la velocidad a la cual se forman somitómeros (disminuye
su longitud) y b) la velocidad de incorporación de nuevas células desde la ppMP
al mesodermo presomítico (aumenta su extensión). Al principio del período
somítico la longitud del mesodermo presomítico aumenta, luego se estabiliza y
finalmente disminuye gradualmente.
Dada la dinámica descrita, el proceso de somitogénesis: a) se cumple según un
orden espacial (se forman a intervalos espaciales regulares) direccional (los
nuevos se forman caudalmente a los precedentes); b) desde el punto de vista
temporal es cíclico o periódico (se forman nuevos segmentos a intervalos de
tiempo regulares); además c) exhibe una dinámica regulada bilateralmente (se
forman segmentos de modo sincronizado en ambos lados del embrión).
La existencia de un gradiente céfalo-caudal de segmentación ha hecho
suponer que el proceso podría estar controlado por medio de estímulos
originados en alguna parte de la región cefálica. Éstos, al propasarse,
promoverían la formación de segmentos desde dicha región hacia el extremo
opuesto. Un mecanismo de este tipo podría establecer un control temporal y
un orden espacial en la formación somitas.
En la actualidad se sabe que existe un control temporal que no depende de la
propagación espacial de un estímulo. El tiempo preciso en el que cada
segmento se forma parece estar determinado por un reloj biológico (SC 3.8
Somitogénesis. Evidencias moleculares de la existencia de un oscilador o reloj
de segmentación; SC El reloj de segmentación. Vías de señalización que se
activan cíclicamente y la sincronización intercelular de los ciclos; SC
Somitogénesis. Bases moleculares del frente de determinación y de la
instalación y mantenimiento de gradientes en la placa de segmentación del
mesodermo paraxil; SC 3.9. Mecanismos de integración molecular entre el reloj
de segmentación y el gradiente de somitogénesis). La existencia del reloj se
dedujo a partir de experimentos en los que se produce una solución de
continuidad (corte transversal) en el mesodermo paraxil en segmentación y se

198. 198
estudia a continuación el patrón temporal de segmentación en los dos
fragmentos resultantes. Tal manipulación experimental impediría la
segmentación de la región caudal al punto de separación si a) se tratara de una
onda que se propaga desde el extremo cefálico o si b) las células de un cierto
nivel segmentario necesitaran alguna información proveniente del anterior
para iniciar su segmentación.
Estos experimentos no alteran el patrón temporal de segmentación en la
región caudal al sitio de sección. Su segmentación se inicia en el momento en
que normalmente se hubiera segmentado si hubiera estado en su posición
normal (Fig. SC 3.7.3). Ello indica que las células del mesodermo paraxil se
encuentran programadas a producir un segmento en un momento
determinado. La existencia de tal programación indica que el mesodermo
paraxil ya posee organización predecesora de la metamérica antes de que
existan evidencias estructurales de segmentación.
Fig. SC 3-7-3. Representación esquemática de la programación temporal de la
segmentación del mesodermo paraxil. A. Los somitas se constituyen como
transiciones mesenquimático-epiteliales locales a partir del mesodermo
presomítico. A intervalos regulares de tiempo (t1, t2 … tn) se van formando
somitas desde el extremo cefálico al caudal. B-C. La separación, en dos bloques,
del mesodermo paraxil, de modo que no haya interacciones entre ambos, no
impide su segmentación. En B se separa al mesodermo paraxil en una porción

199. 199
cefálica que se está segmentando –ha llegado al S4– y una región caudal lejana
al punto de formación del S4. En C se observa que, finalizada la segmentación
de la región cefálica, que llega hasta el S6, inmediatamente la segmentación se
inicia, con la formación de S7, en la región caudal. La separación experimental
de las regiones cefálica y caudal del mesodermo paraxil no perturba la
cronología de la segmentación. Este resultado muestra que la segmentación se
halla programada desde antes de modo que diferentes regiones del
mesodermo se comportan autónomamente.
En coincidencia con los experimentos descritos, la inversión (rotación de 180º)
del eje céfalo-caudal de porciones grandes del mesodermo presomítico
ocasiona una inversión del progreso de la segmentación (de caudal a cefálico).
Sin embargo, la inversión del eje céfalo-caudal de porciones pequeñas
(longitud equivalente sólo a un segmento) origina resultados diferentes
dependiendo de la región analizada. En regiones cefálicas, en donde la
compactación ya se inició, ocasiona la inversión del eje céfalo-caudal del
segmento. En regiones caudales, que se encuentran en fase mesenquimática, la
inversión no produce ningún efecto. En regiones intermedias, el resultado es
variable, en general con alteraciones en la segmentación.
La discrepancia entre resultados de inversiones de porciones extensas o
pequeñas y entre regiones cefálicas ya estabilizadas y caudales, aún lábiles,
pone de manifiesto la existencia de Int c-c que tardan un cierto tiempo hasta
que se estabilicen las especificaciones o programaciones realizadas a lo largo
del eje céfalo-caudal.
Estos resultados muestran la existencia de, al menos, dos regiones morfológica
y funcionalmente diferentes en el mesodermo presomítico. Una región caudal,
con características histológicas típicas de mesénquima, que presenta mayor
plasticidad; y una región cefálica, donde el proceso de compactación ya ha
comenzado, que ya posee organización segmentaria pero sin manifestaciones
estructurales (véase SC Somitogénesis. Bases moleculares del frente de
determinación y de la instalación y mantenimiento de gradientes en la placa de
segmentación del mesodermo paraxil).
Bibliografía
Limura T, Yang X, Weijer CJ, Pourquié O. (2007). Dual mode of paraxial
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-Spratt NT. (1955). Analysis of the organizer center in the early chick embryo I.
Localisation of prospective notochord and somite cells. J Exp Zool. 128, 121-62.
SC 3.8. SOMITOGÉNESIS. EVIDENCIAS MOLECULARES DE LA EXISTENCIA DE UN
OSCILADOR O RELOJ DE SEGMENTACIÓN. V. Flores, M. Rapacioli
En anfibios, la eliminación de células de la blástula genera embriones pequeños
con un número normal de somitas, pero el número células en cada somita es
inferior al normal. Observaciones como esta y otras presentadas en SC 3.7. El
origen, la programación temporal y la organización espacial de la
segmentación del mesodermo paraxil han llevado a proponer la existencia de
un “oscilador o reloj” que controlaría la periodicidad de la somitogénesis. El
modelo propone que la expresión cíclica de algunas proteínas permitiría a las
células oscilar entre dos estados: uno permisivo o apto para formar somitas y
uno no permisivo. Otro aspecto del modelo plantea que, según el embrión
crece longitudinalmente en sentido caudal, un “frente de maduración” se
desplaza, también en sentido caudal y se mantiene a una cierta distancia de la
población celular precursora del mesodermo paraxil (ppMP). Las células del
mesodermo paraxil que llegan a dicho frente en estado permisivo se
diferenciarían en somitas, las que llegan en estado no permisivo no. De ese
modo se formarían somitas en forma periódica.
Algunos estudios ulteriores mostraron la existencia de patrones de expresión
génica cíclica que apoyan el modelo precedente (SC El reloj de segmentación.
Vías de señalización que se activan cíclicamente y la sincronización intercelular
de los ciclos). Tanto la ppMP como el mesodermo presomítico expresan
algunos genes cíclicamente. Cada célula sintetiza y degrada cíclicamente ciertas
proteínas produciendo una oscilación periódica en la concentración de éstas
(SC Modelos de expresión génica oscilatoria o cíclica. Requisitos. Posibles sitios
de regulación de los modelos). Las experiencias de disociación de células
muestran que la capacidad de oscilar y la amplitud y frecuencia de las
oscilaciones es intrínseca de cada célula; sin embargo, interactivamente
pueden sincronizar sus ciclos. Como resultado de esta sincronización, en el
mesodermo presomítico existen zonas cuyas células oscilan en fase
(sincrónicamente). Mientras las células de la región caudal expresan
simultáneamente un gen, las de la región cefálica no lo expresan. Cuando las
células caudales cesan la expresión de dicho gen, las de la región cefálica
inician su expresión. Ello genera la impresión de la existencia de ondas de
propagación de expresión génica y síntesis de proteínas. Estos ciclos se repiten
periódicamente y el período (longitud de onda) coincide con el de aparición de
somitas (Fig. SC 3-8-1).

201. 201
Fig. SC 3-8-1. Modelo de la formación periódica de somitas o de reloj de
segmentación (Modelo experimental: Embrión de pollo). A. El esquema
representa la región caudal del embrión en la que se halla el esbozo caudal (en
la línea media) y las placas de segmentación y los segmentos más caudales
derechos e izquierdos. Ilustra que periódicamente ‒cada 90 minutos‒ se forma
un nuevo segmento. En negro se representa la zona de expresión de la
proteína Hairy que forma parte del reloj. Este patrón de expresión se repite
cada 90 minutos. Nótese que parece que se tratara de una onda que se
propaga desde el extremo caudal al cefálico. B. Ilustra el período de tiempo que
transcurre desde el momento en que una población celular, destinada a formar
un cierto somita (círculo negro), emerge del extremo caudal hasta que se
convierte en somita. Dicho período es de 18 horas. Durante ese lapso se
producen 12 ondas de expresión de Hairy y se forman 12 poblaciones celulares
que formarán, a su debido tiempo, otros tantos segmentos. Cada población
celular precursora de un somita se agrega al que lo precede a intervalos de 90
minutos.
El proceso completo de formación de un somita puede explicarse de la
siguiente forma. Periódicamente, en la ppMP o reloj de segmentación, se
generan poblaciones celulares que formarán, con la misma periodicidad,
sucesivos somitas. Dado que cada nuevo grupo se agrega caudalmente al que

202. 202
lo precede, ello genera la impresión de que las células que formarán cada
somita se mueven en sentido cefálico cuando, en realidad, quedan fijos en su
lugar mientras el proceso de formación de nuevos segmentos progresa en
sentido caudal.
Existe un lapso de tiempo durante el cual la longitud del mesodermo
presomítico se mantiene constante. Durante ese lapso, entre el reloj de
segmentación y el último somita formado existen doce grupos de células
sincronizadas que formarán 12 somitas sucesivos según vayan llegando al
frente de diferenciación de somitas.
Cada uno de estos 12 grupos de células precursores de somitas, en el lapso de
tiempo transcurrido entre el momento que abandonan el reloj de
segmentación y el momento en que se diferencian en somita, cumplen 12
ciclos de expresión génica y síntesis de proteína.
La extensión de las áreas de expresión génica sincronizada es más extensa en la
región caudal donde se halla la ppMP o reloj de segmentación. Estos dominios
de expresión se van estrechando hacia el extremo cefálico de modo que, al
llegar a la zona de maduración de somitas, cada área ocupa sólo la mitad de un
somita, específicamente la mitad caudal del somita naciente.
Como se señaló, los ciclos de expresión génica alternante no representan
desplazamientos celulares. Tampoco son el resultado de una señal que se
propaga a lo largo del mesodermo presomítico sino que resultan de la
sincronización local de una propiedad intrínseca de las células. Varios estudios
de expresión de la proteína factor de transcripción c-hairy1 muestran que con la
formación de cada grupo precursor de un somita, todo el mesodermo
presomítico experimentará un ciclo (on-off) de expresión. En el intervalo de
tiempo que transcurre entre a) el momento en que un grupo de células del
reloj de segmentación se determina en mesodermo paraxil e ingresa al
mesodermo presomítico y b) el momento en que dicho grupo se transforma en
somita, sus células experimentan 12 ciclos de expresión de c-hairy. También en
el mismo intervalo de tiempo se han producido 12 ciclos en todo el mesodermo
presomítico y se han formado 12 nuevos somitas.
Durante cada uno de estos ciclos, las células de la ppMP sufren un proceso de
reprogramación o reseteo de la información genética por medio del cual se
selecciona el conjunto o combinatoria típica de factores de transcripción Hox
que establece la identidad de segmento de cada somita (SC Somitogénesis.
Bases moleculares del frente de determinación y de la instalación y
mantenimiento de gradientes en la placa de segmentación del mesodermo

203. 203
paraxil). Así, los sucesivos grupos precursores de sucesivos somitas surgen de la
ppMP con una diferente identidad que depende del momento en que
abandonan el reloj de segmentación.
Bibliografía
Andrade RP, Pascoal S, Palmeirim I. (2005). Thinking clockwise. Brain Res Brain
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SC 3.9. MECANISMOS DE INTEGRACIÓN MOLECULAR ENTRE EL RELOJ DE
SEGMENTACIÓN Y EL GRADIENTE DE SOMITOGÉNESIS. V. Flores, M. Rapacioli
Las proteínas señal Fgf y Wnt, por un lado, instalan gradientes informativos en
el mesodermo presomítico y, por otro, integran el oscilador o reloj de
segmentación (SC 3.8. Somitogénesis. Evidencias moleculares de la existencia
de un oscilador o reloj de segmentación; SC Somitogénesis. Bases moleculares
del frente de determinación y de la instalación y mantenimiento de gradientes
en la placa de segmentación del mesodermo paraxil). Este hecho posibilita la
integración de ambos fenómenos informativos.
El modelo propuesto pretende explicar algunos aspectos de la somitogénesis
como, por ejemplo, su carácter periódico y la instalación y mantenimiento de
diferencias a lo largo del eje cf-cd del embrión. Nos centraremos aquí en cuatro
aspectos centrales: a) la asignación y la determinación de la identidad de
segmento; b) la determinación del borde intersegmentario; c) el
establecimiento del eje cf-cd de cada segmento, y d) la diferenciación del
somita. En la figura SC 3-9-2 se ilustra esta secuencia de eventos a las que se
incorporan algunos detalles que agregan precisión a la secuencia.
a) Asignación de identidad de segmento. La identidad de segmento parece
depender de la expresión de una combinación típica de factores de
transcripción de la familia Hox.
Se ha propuesto que la identidad de segmento se instala en dos etapas
sucesivas: 1) en un primer paso, una combinación típica de genes Hox ingresa
en un estado apto para la transcripción en las células de la ppMP o reloj de
segmentación. Este hecho, que es reversible, asigna una especificación lábil; 2)
en un segundo paso, en el frente de determinación, se produce la

204. 204
determinación de la identidad; vale decir, la combinatoria de genes Hox que
identifica al segmento queda irreversiblemente establecida y se inicia la
expresión de la combinatoria de factores de transcripción Hox que guiarán la
morfogénesis del segmento.
Durante la fase en la que el mesodermo presomítico tiene longitud estable, el
frente de determinación se mantiene en una posición constante dentro de él (a
una distancia constante respecto de la ppMP). Durante dicha fase, la aplicación
de una microesfera embebida en Fgf8 al lado del mesodermo presomítico
produce un aumento en la concentración local del Fgf8 y, en consecuencia, un
desplazamiento, en sentido cefálico, del frente de determinación (Fig. SC 3-9-1
t1). Este hecho hace que el segmento corporal generado en esa ubicación
adquiera una identidad de segmento más caudal que la que hubiera adquirido
en condiciones normales (Fig. SC 3-9-1 t4). Este resultado se explica
considerando que las células de la región realizarán un número mayor de ciclos
celulares antes de su determinación en el frente de avance desplazado y, en
consecuencia, adquieren una asignación de segmento más caudal. El resultado
es compatible con la idea de que la asignación depende del tiempo de
permanencia en la zona plástica o indeterminada del mesodermo presomítico.
Ciertos experimentos en los que se altera la expresión cíclica de algunas
proteínas del reloj de segmentación, como Lfng, alteran la secuencia en la
identidad de vértebras a lo largo del eje céfalo-caudal.
Fig. SC 3-9-1. Esquema que ilustra modificaciones en la somitogénesis como
consecuencia de modificaciones en la concentración local de Fgf8 en
experimentos en los que se implanta una microesfera embebida en este factor
(mitad derecha). En t1 se produce un desplazamiento en sentido cefálico del
frente de determinación y, como consecuencia, la formación de segmentos 21

205. 205
y 22 de menor tamaño (t1-t2). Las células de la zona vecina a la microesfera
permanecen expuestas a concentraciones elevadas de Fgf8 durante más
tiempo y realizan un número mayor de ciclos celulares antes de su
determinación; en consecuencia adquieren una asignación de segmento más
caudal (t4).
b) Determinación del borde intersegmentario. El modelo propone que el
intervalo entre somitas sucesivos depende de la distancia recorrida por el frente
de determinación durante un ciclo del reloj de segmentación (Fig. SC 3-9-1 t1).
Los resultados experimentales indican que el borde intersegmentario se define
en el frente de determinación; la región donde la concentración de Wnt3a y
Fgf8 es inferior al umbral necesario para que las células del mesodermo
presomítico mantengan su estado plástico.
En el experimento descrito en el punto anterior (desplazamiento en sentido
cefálico del frente de determinación) no sólo se modifica la identidad de
segmento sino también la posición de los bordes intersegmentarios y, en
consecuencia, el tamaño de los somitas. Los somitas que se forman
cefálicamente a la microesfera son más pequeños que lo normal, a éstos les
sigue un somita de mayor tamaño (adyacente a la microesfera) y los restantes
son normales. Este resultado parece ser consecuencia de que la onda de
expresión génica cruza el frente de determinación cefálicamente respecto del
lugar en el que lo hubiera cruzado en condiciones normales.
En un experimento opuesto, la inhibición de la acción del Fgf8 hace que el
frente de determinación se desplace en sentido caudal; en este caso se forman
somitas más grandes que lo normal. La interpretación de este resultado es
similar: la onda de expresión génica cruza el frente de determinación
caudalmente con respecto al lugar en el que lo hubiera cruzado en condiciones
normales. Estos resultados sugieren que en el frente de determinación se
definen los límites intersegmentarios y no la población celular que formará
cada segmento.
c) Compartimentalización y establecimiento del eje cf-cd del somita. Aparte del
hecho de que la polaridad cf-cd global del mesodermo paraxil puede ser
descrita en términos de la sucesión de diferentes somitas (S1, S2 ... Sn), cada
somita tiene impresa en sí mismo una polaridad cf-cd. Cada somita posee un
compartimento cefálico y uno caudal con diferentes propiedades de desarrollo
y tales diferencias son consecuencia de una expresión génica diferencial entre
ambas regiones. Dicha expresión génica diferencial se instala inmediatamente
después de la definición del borde caudal del segmento y antes de iniciarse la
compactación y segregación del somita del resto del mesodermo presomítico.

206. 206
Este fenómeno involucra algunas proteínas que participan del reloj de
segmentación y otras cuya expresión se inicia recién después de cruzado el
frente de determinación. Como ejemplo, el factor de transcripción Mesp2 se
expresa cefálicamente al frente de determinación en todas las células que
formarán un cierto segmento. Luego, su expresión queda restringida a la
porción cefálica del segmento. El Mesp2 actúa seleccionando una de dos
cascadas divergentes de la vía de señalización de Notch (activa una e inhibe
otra). Ambas acciones producen, sinérgicamente, la inhibición de la expresión
de la proteína Delta. Como resultado, la expresión de Mesp2 se restringe a la
región cefálica y la de Delta a la región caudal de cada segmento. La expresión
génica diferente en estas dos mitades posee, más tarde, efectos sobre la
diferenciación y posterior evolución e interacción con tejidos vecinos. Como
ejemplo, la diferente interacción con células de la cresta neural y los axones en
crecimiento contribuye a la organización segmentaria del sistema nervioso
periférico. Estas diferencias también son importantes a la hora de la
resegmentación que involucra la formación de las vértebras.
d) Diferenciación del somita. El somita diferenciado o maduro posee estructura
de vesícula epitelial con miocele y células mesenquimáticas en su interior (Fig.
SC 3-9-3). Esta organización epitelial es esencial para el establecimiento de
subregiones con diferente potencia de desarrollo y a la evolución ulterior de
cada una de ellas. La organización epitelial permite, por ejemplo, que el somita
establezca Int c-c espacialmente ordenadas con tejidos vecinos.

207. 207
Fig. SC 3-9-2. Secuencia de eventos que ocurren durante la somitogénesis. A.
Representación esquemática de la sucesión temporal y organización espacial
de etapas de la somitogénesis. Los números arábigos indican, por un lado, la
sucesión temporal de etapas en cada nivel del eje céfalo-caudal y, por otro,
cómo tales etapas quedan organizadas espacialmente a lo largo de dicho eje. B.
Representación esquemática de los cambios histogenéticos que ocurren
durante las etapas indicadas en la figura A. Las espirales representan expresión
génica cíclica. Descripción en el texto.
Una vez superado el frente de determinación, las células que integraran un
somita inician una condensación gradual. Las células ubicadas dorsal y
ventralmente, es decir, las células que contactan con ectodermo y endodermo,
comienzan a manifestar cambios en la adhesividad celular y adquieren carácter
epitelioide. Poco después aparece el surco intersegmentario y las células que
formarán un nuevo segmento se separan del resto del mesodermo presomítico.
Producida esta segregación, continúa la T m-e completándose la polarización
celular y la definición de un miocele (Fig. SC 3-9-3).

208. 208
Fig. SC 3-9-3. Secuencia de eventos que ocurren durante la somitogénesis. A.
Representación esquemática de la sucesión temporal y organización espacial
de etapas de la somitogénesis. Los números arábigos indican, por un lado, la
sucesión temporal de etapas en cada nivel del eje céfalo-caudal y, por otro,
cómo tales etapas quedan organizadas espacialmente a lo largo de dicho eje. B.
Representación esquemática de los cambios histogenéticos que ocurren
durante las etapas indicadas en la figura A. Las espirales representan expresión
génica cíclica. Descripción en el texto.
Se han identificado algunos genes involucrados en la T m-e. Algunos de ellos se
expresan como resultado de la activación de las vías de señalización de Notch y
Wnt. El inicio de la T m-e coincide con un cambio global del patrón de
expresión génica que sufren las células al superar el frente de determinación
(SC La transformación del mesodermo presomítico en somita. CMD
involucrados en la transición mesenquimático-epitelial (T m-e)).
Bibliografía
Aulehla A, Herrmann BG. (2004). Segmentation in vertebrates: clock and
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Duester G. (2007). Retinoic acid regulation of the somitogenesis clock. Birth
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SC 3.10. CONCEPTOS DE MORFOGÉNESIS E HISTOGÉNESIS. LOS PRIMEROS
PROCESOS HISTOGENÉTICOS. V. Flores
En términos simples, los conceptos de morfogénesis y de histogénesis aluden a
procesos que generan cambios de forma y procesos por medio de los cuales se
generan los diversos tejidos, respectivamente. Ambos conceptos son

209. 209
eminentemente morfológicos. El primero se refiere a la descripción de los
cambios de forma tal como lo haría un anatomista y el segundo se refiere a
cambios que corresponden al nivel de resolución de la microscopia.
Obviamente, ambos procesos poseen bases celulares y moleculares y, en
sentido estricto, consisten en abstracciones pues los procesos involucrados en
la histogénesis habitualmente también participan en generar cambios de
forma. La forma es, per se, una abstracción del objeto que se describe y
elementos que corresponden a diversos niveles de organización (tejidos,
células, organoides subcelulares, macromoléculas, etc.) admiten descripciones
morfológicas.
Sobre todo durante desarrollo embrionario temprano puede advertirse que
muchos fenómenos que ocurren en el nivel de organización celular poseen un
papel más morfogenético que histogenético o un papel mixto y no siempre es
posible distinguir entre estos dos efectos. La noción de papel morfogenético
alude a cambios que ocurren en las células de una población, en el nivel de
organización molecular o celular, pero que contribuyen a generar cambios de
forma de toda la población o estructura de modo tal que el cambio global
admite una descripción microanatómica.
El concepto de histogénesis, en sentido estricto, alude a los cambios (celulares y
tisulares) que sufren los tejidos embrionarios y que conducen a la formación de
los diversos tipos de células y tejidos terminalmente diferenciados. Es un
concepto eminentemente morfológico que incluye los cambios estructurales y
ultraestructurales involucrados en la diferenciación celular y tisular. Durante la
histogénesis, las células que integran los diferentes tejidos embrionarios van
adquiriendo las características típicas que permiten identificarlas por su
estructura (p. ej., la formación de tejido mesenquimático a partir del
mesodermo, la formación de diversos tipos de tejidos conectivos, o epiteliales, a
partir del mesénquima, la formación de tejido muscular esquelético a partir de
mioblastos, etc.). Nótese que estos ejemplos no aluden a ningún órgano en
particular. Sin embargo, el término histogénesis también se utiliza, en otro nivel
de organización, para aludir a descripciones acerca de cómo diversos tejidos se
integran en la constitución de órganos definidos. Así, se habla de la histogénsis
ovárica, renal, hepática, etc. En todos los casos se refieren a procesos que
conducen a la diferenciación terminal y a la organización espacial de tejidos y
órganos que les permiten cumplir sus funciones específicas.
Los cambios que sufren las células o los tejidos en las etapas tempranas del
desarrollo no tienen la consecuencia arriba mencionada en forma directa o
inmediata. Durante el desarrollo embrionario temprano, los cambios que

210. 210
sufren las diversas poblaciones celulares en general tienen el sentido de un
cambio de estado. En general se trata de procesos que llevan a cambios
graduales y sucesivos de diferenciación parcial que muchas veces llevan a la
formación de estructuras u organizaciones celulares transitorias que no se
vinculan directamente a la diferenciación terminal sino al logro de
estructuraciones espaciales que garantizan la ocurrencia de las interacciones
necesarias para que el desarrollo prosiga con la direccionalidad que lo
caracteriza. En este contexto se inscriben muchos cambios que ocurren durante
el período presomítico (la formación de la mórula, la de la blástula, la
constitución del trofoblasto (su polarización en un tejido de tipo epitelial, la
formación de poblaciones de capas germinativas epiteliales en el macizo
celular interno que llevan a la constitución del embrión bilaminar, etc.), o del
período somítico (el plegamiento del embrión, la transformación del
mesodermo presomítico en somitas, las transiciones epitelio-mesenquimáticas
y mesenquimático-epiteliales en general, la formación de placodas, etc.) y aun
fenómenos que ocurren en etapas más avanzadas.
Así, en general, los cambios histológicos tempranos no tienen como función
lograr las características de la diferenciación terminal sino, principalmente, dos
efectos de desarrollo: a) asociar poblaciones celulares y concretar las
interacciones celulares que permiten las reprogramaciones de la información
genética que conducen a la elección de vías de desarrrollo y, luego de muchos
estados de diferenciación parcial, llegar a la diferenciación terminal y b) lograr
organizaciones espaciales transitorias de células y tejidos que, además de
garantizar las interacciones celulares mencionadas, constituyen bases para las
estructuraciones de los siguientes estados. Cada organización tisular transitoria
observada durante el desarrollo y típica de un estado dado es la base para las
organizaciones transitorias características de los siguientes estados. Estas
sucesivas diferenciaciones parciales conducen a los diversos estados de
diferenciación terminal típicas de los diversos tejidos del adulto.
SC 3.11. LA DESLAMINACIÓN DEL MESODERMO LATERAL Y LA ESPECIFICACIÓN
DE LAS HOJAS SOMÁTICAS Y ESPLÁCNICAS DEL CELOMA. V. Flores, M. Rapacioli
En los vertebrados, el celoma se forma en la intimidad del mesodermo lateral.
Éste es un tejido epitelioide localizado lateralmente al mesodermo intermedio.
Una vez constituido, el mesodermo lateral se deslamina en dos hojas: una
somática o parietal (HSML) y una visceral o esplácnica (HVML). La
deslaminación progresa desde el extremo cefálico al caudal pero no coincide
con el progreso de la metamerización del mesodermo paraxil. En embriones de
pollo de 10 pares de somitas, el límite caudal de la deslaminación llega hasta el

211. 211
frente de determinación del mesodermo paraxil presomítico (SC 3.7. El origen,
la programación temporal y la organización espacial de la segmentación del
mesodermo paraxil; SC Somitogénesis. Bases moleculares del frente de
determinación y de la instalación y mantenimiento de gradientes en la placa de
segmentación del mesodermo paraxil); en el embrión de 20 pares de somitas,
la deslaminación llega hasta el organizador primario. En el embrión humano, el
proceso coincide aproximadamente con estos datos.
En general se acepta que la deslaminación del mesodermo lateral es asimilable
a procesos de transición mesenquimático-epitelial (T m-e) (Fig. 1). La
deslaminación coincide temporalmente con la T m-e que sufren las células que
contactan con las superficies basales del ectodermo y endodermo (SC 0.19.
Transiciones reversibles mesenquimático-epitelial y epitelio-mesenquimática.
CMD involucrados en su regulación). La región de estas células que contacta
con las membranas basales del ectodermo y endodermo adquiere una
polarización de tipo basal y, en consecuencia, las regiones opuestas adquieren
características del dominio apical de las células polarizadas. Durante este
proceso, entre superficies apicales de células enfrentadas se van generando
espacios que confluyen hasta que se forma una cavidad única que separa a
todas las células dorsales (en contacto con el ectodermo) de todas las ventrales
(en contacto con el endodermo). Las dos láminas “epitelizadas” así formadas se
despegan una de otra y el espacio generado entre ellas, el futuro celoma, se
expande. La figura 3-10-1 muestra la secuencia de los hechos descritos.

212. 212
Fig. SC 3-10-1. Secuencia de estados histogenéticos durante la formación del
celoma embrionario. A-C. Ilustra las fases que transcurren desde el momento
en que (A) termina la gastrulación y el mesodermo es una lámina epiteliode
continua, (B) la fase en que se empiezan a distinguir estructuralmente las
regiones paraxil, intermedia y lateral y el mesodermo lateral inicia la
deslaminación y formación del celoma y (C) el momento en que las tres
regiones se hallan diferenciadas y el mesodermo lateral se ha deslaminado
completamente y formado el celoma embrionario. D. Detalle del inicio de la
transición mesenquimático-epitelial que lleva a la formación de una cavidad
apical que anuncia la formación del celoma. En la región marcada con asterisco,
las células se hallan en fase mesenquimática; en la región ubicada entre las
flechas verticales se observa la transformación epitelial y formación de una
pequeña cavidad luminal. En la zona epitelizada, las células, inicialmente
mesenquimáticas, se compactan, comparten mayor superficie de contacto
debido al aumento en la fuerza de adhesión cel-cel, se orientan con su eje
mayor paralelo al eje dorsoventral, comienza a definirse una membrana apical
y las células comienzan a segregarse en dos poblaciones epiteliales con una luz
entre ambas. E. Este proceso no se produce simultáneamente a lo largo del eje
medio-lateral sino que primero se generan pequeñas cavidades (flechas) que

213. 213
luego van confluyendo. Fotografías reproducidas con autorización de Dra. M.
Rapacioli.
Diversos experimentos indican que la deslaminación, la determinación de las
hojas somática y visceral y su mantenimiento requieren interacciones con
tejidos vecinos. Estas interacciones posibilitan la expresión diferencial de
moléculas típicas de cada una de las dos hojas.
Los componentes epiteliales y mesodérmicos de la somatopleura y
esplacnopleura pueden ser disociados y luego cultivados en forma aislada o
reagregados. También se han realizado disociaciones y recombinaciones
recíprocas. Bajo dichas circunstancias se puede analizar si cambia la expresión
génica típica de cada una de ellas. Experimentos de este tipo indican que la
determinación de las hojas somática y visceral del mesodermo lateral, como
tales, se produce luego de su deslaminación y que esto depende de su
asociación con ectodermo y endodermo respectivamente (SC 3.12 Epitelización
y deslaminación del mesodermo lateral. Cambios en el patrón de expresión de
proteínas asociados a la especificación y determinación de las hojas somática y
visceral del mesodermo lateral). Existe un período durante el cual la
especificación establecida en estas hojas es lábil, vale decir, pasible de ser
modificada. Si durante dicho período se disocian los componentes
mesodérmicos de los epiteliales con los que interactúan, el mesodermo pierde
las características especificadas. Por otro lado, si durante este período se asocia
la HVML con el ectodermo somatopleural, el mesodermo puede ser
reespecificado en sentido somático. Con la determinación, el patrón de
expresión génica típica de cada una de las hojas se hace irreversible. Estos
resultados ilustran la importancia que poseen las interacciones entre
poblaciones celulares en los proceses de especificación y determinación que
ocurren durante el desarrollo embrionario (SC 3.6. La celomización.
Somatopleura y esplacnopleura. Significado biológico).
Bibliografía
Mahlapuu M, Ormestad M, Enerbäck S, Carlsson P. (2001). The forkhead
transcription factor Foxf1 is required for differentiation of extraembryonic and
lateral plate mesoderm. Development. 128:155-66.
Funayama N, Sato Y, Matsumoto K, Ogura T, Takahashi Y. (1999). Coelom
formation: binary decision of the lateral plate mesoderm is controlled by the
ectoderm. Development. 126: 4129-38.
SC 3.12. EPITELIZACIÓN Y DESLAMINACIÓN DEL MESODERMO LATERAL.
CAMBIOS EN EL PATRÓN DE EXPRESIÓN DE PROTEÍNAS ASOCIADOS A LA

214. 214
ESPECIFICAIÓN Y DETERMINACIÓN DE LAS HOJAS SOMÁTICA Y VISCERAL DEL
MESODERMO LATERAL. V. Flores, M. Rapacioli
La deslaminación del mesodermo lateral, la especificación de las hojas somática
(HSML) y visceral (HVML) y su mantenimiento requieren interacciones con
tejidos vecinos. Estas interacciones promueven la expresión diferencial de
proteínas en cada una de las dos hojas. Dicho fenómeno ha sido asimilado a un
proceso de determinación. Los componentes epiteliales y mesodérmicos de la
somatopleura y esplacnopleura pueden ser disociados y, luego, cultivados en
forma aislada o reagregados. También se han realizado disociaciones y
recombinaciones recíprocas. Bajo dichas circunstancias se pueden analizar
cambios moleculares y celulares dependientes de interacciones.
- Si se disocia la esplacnopleura de embriones de 23 pares de somitas, la HVML
cultivada en forma aislada deja de expresar moléculas típicas de la HV. Si se
cultiva la esplacnopleura completa, la HVML mantiene su patrón de expresión
génica. Este experimento indica que el endodermo participa del mantenimiento
de la especificación de la HVML.
- Si se disocian los componentes de la esplacnopleura y la HVML vecina a los
somitas más caudales (embrión de 16 a 22 pares de somitas) se recombina con
ectodermo somatopleural (embrión de 20 pares de somitas) se obtiene el
siguiente resultado: se produce una disminución de la expresión de proteínas
típicas de HVML, como el factor de transcripción Foxf1, y se estimula la
expresión de proteínas típicas de la HSML como las homeoproteínas Prx1 y
Irx3).
- El mismo experimento realizado con HVML de embriones de 23 pares de
somitas o más viejos ya no produce estas modificaciones; la HVML continúa con
su patrón típico de expresión.
Estos experimentos permiten concluir: a) que la región de la HVML,
correspondiente al nivel de los somitas caudales de embriones de 22 pares de
somitas o menos, ya está especificada como tal pero en forma lábil; b) que
puede ser reespecificada como HSML por la acción de señales generadas por el
ectodermo somatopleural y c) que la HVML se determina como tal en el estado
de 23 pares de somitas, si se acepta la expresión de estas moléculas como
indicio de determinación.
- Si en experimentos similares al anterior se combina la HVML con ectodermo
de la región dorsal (no somatopleural), la HVML no modifica su patón de

215. 215
expresión proteica. El resultado indica que el ectodermo somatopleural (lateral)
es el tejido que posee la capacidad de redireccionar la HVML.
- La asociación de la esplacnopleura completa (sin disociar sus componentes)
con el ectodermo somatopleural no produce un cambio en el patrón de
expresión génica en la HVML, vale decir, la HVML no es reespecificada. Este
experimento permite concluir que, en presencia de señales provenientes del
endodermo esplacnopleural, el ectodermo somatopleural no tiene capacidad
de redireccionar o reespecificar la expresión génica de la HVML.
Algunos experimentos similares se han realizado con los componentes de la
somatopleura.
- El cultivo en forma aislada de la HSML de embriones de menos de 23 pares de
somitas da lugar a la desaparición del patrón de expresión de proteínas típico
de esta hoja. El reagregado del ectodermo somatopleural a la HSML de estos
tejidos revierte tal hecho. Estos resultados indican que el ectodermo
somatopleural participa del mantenimiento de la especificación de la HSML.
- Si el experimento anterior se realiza con embriones de más de 23 pares de
somitas, la HSML no pierde la expresión de sus proteínas típicas. Este
experimento parece indicar que la HSML se determina en este momento.
- Si el cultivo de la HSML de embriones de menos de 23 pares de somitas se
realiza en presencia de células productoras de BMP4 y BMP7, la HSML mantiene
su patrón de expresión proteica. Esto sugiere que el mantenimiento de la
especificación de HSML por parte del ectodermo somatopleural podría estar
mediada por moléculas señal del tipo BMP.
- Por el contrario, el cultivo de la HVML de embriones de menos de 23 pares de
somitas en presencia de células productoras de BMP4 y BMP7 no produce una
reespecificación de la expresión de proteínas. Este experimento sugiere que la
reespecificación de la HVML por parte del ectodermo somatopleural no está
mediada por señales del tipo BMP.
Los embriones de ratón que poseen mutado el gen que codifica el factor de
transcripción Foxf1 (HFH8) presentan alteraciones en la deslaminación del
mesodermo lateral. En el ratón, esta molécula se expresa primero en las dos
hojas del mesodermo lateral y luego su expresión se restringe a la HVML. Se ha
propuesto que en las etapas tempranas esta molécula participaría en la
transición mesenquimático-epitelial. En el ratón, todas las células del
mesodermo lateral expresan la proteína Irx3 que es considerada típica del

216. 216
HSML. Esto sugiere que la proteína Foxf1 está involucrada en la inhibición de la
expresión de Irx3 en la HVML.
Bibliografía
Mahlapuu M, Ormestad M, Enerbäck S, Carlsson P. (2001). The forkhead
transcription factor Foxf1 is required for differentiation of extraembryonic and
lateral plate mesoderm. Development. 128:155-66.z
Funayama N, Sato Y, Matsumoto K, Ogura T, Yoshiko Takahashi Y. (1999).
Coelom formation: binary decision of the lateral plate mesoderm is controlled
by the ectoderm. Development. 126: 4129-38.

217. 217

218. 218
SC 4.1. El origen múltiple y la pluripotencialidad del mesénquima cefálico. El
mesodermo paraxil preótico y la cresta neural craneal. V. Flores, M. Rapacioli
SC 4.2. ¿Cómo se generan y cómo desaparecen las curvaturas del embrión? V.
Flores
SC 4.3. La subregionalización y la potencia evolutiva múltiple de las regiones del
somita. V. Flores, M. Rapacioli
SC 4.1. El origen múltiple y la pluripotencialidad del mesénquima cefálico. El
mesodermo paraxil preótico y la cresta neural craneal. V. Flores, M. Rapacioli
-El mesénquima cefálico. Se denomina mesénquima cefálico a aquel que ocupa
la región cefálica del embrión. Se halla rodeando al encéfalo, y distribuido
regularmente entre éste y el ectodermo epidérmico. En el ectodermo
epidérmico de dicha región se localizan varias placodas que forman
neuroepitelios receptores u otras estructuras asociadas a los órganos de los
sentidos, además de otros varios tipos celulares. El mesénquima cefálico posee
origen múltiple. Sus células provienen de: a) las cresta neural craneal,
principalmente la esqueletogénica facial, b) el mesodermo paraxil cefálico
(craneal o preótico), c) el mesénquima axil precordal, d) algunas placodas y e) la
cresta neural anterior o ANR (Anterior Neural Ridge) o zona organizadora del
presencéfalo. La población celular mayoritaria corresponde al ectomesénquima
originado en la cresta neural esqueletogénica facial (SC El patterning de la
región craneofacial II. Factores de transcripción y factores de crecimiento
intervinientes; SC El patterning de la cresta neural craneal. Regiones Hox(+) y
Hox(-). Su relevancia filogenética y sus papeles de desarrollo).
--El mesodermo paraxil cefálico. Es la subpoblación del mesodermo paraxil que
ocupa la región preótica del embrión, con capacidad miogénica y encargada de
formar músculos de la cara y cuello (cérvico-céfalo-óculo giria, auriculares,
mímica, etc.). Clásicamente se considera que esta región forma pequeños
bloques mesenquimáticos (somitómeros preóticos) cuyas células rápidamente
se desagregan y migran. Sin embargo, basándose en estudios más recientes,
algunos autores consideran que en esta región no existen indicios morfológicos
de organización segmentaria. De todos modos, la zona exhibe una
organización espacial definida ya que distintas subregiones de él poseen
derivados musculares típicos (SC La organización segmentaria de la región
cefálica: encéfalo, cresta neural y mesodermo paraxil craneales e intestino
faríngeo). Estas células migran ventralmente acompañando a las células de la
cresta neural craneal y aportan los mioblastos que originan músculos de cara y
cuello, así como también células endoteliales. En pollo y ratón existen estudios

219. 219
que indican que el mesodermo paraxil cefálico origina también algunas
estructuras óseas del neurocráneo.
-- La cresta neural craneal. La cresta neural craneal es una población de células
progenitoras pluripotentes que origina una amplia gama de tipos celulares.
Éstos pueden agruparse en tres categorías: a) ectomesenquimáticos, b)
neurales y c) melanocíticos.
a) Los derivados mesenquimáticos originan los tejidos conectivos, cartílagos y
huesos del cráneo y cara y dentina.
b) Los derivados neurales incluyen neuronas sensoriales y células gliales del
sistema nervioso periférico de la vida de relación y del sistema nervioso
autónomo.
c) Los derivados de la línea melanocitogénica originan células pigmentarias de
la dermis de la cabeza y del iris (Cuadro SC 4-1-1: Principales tipos celulares y
tejidos derivados de la cresta neural craneal).
Se ha postulado que la aparición, a lo largo de la evolución, del linaje
ectomesenquimático constituyó una importante contribución al proceso de
cefalización ya que origina los componentes tisulares que integran el aparato
de la contención neurosensorial (SC La pluripotencialidad y la organización
regional y segmentaria de la región cefálica de la cresta neural).
--El mesodermo axil precordal. Las células del mesodermo axil precordal
inicialmente se ubican alrededor del extremo anterior de la notocorda en la
región donde se formarán la adenohipófisis y la neurohipófisis. Desde dicha
posición muchas células se disgregan y originan parte del mesénquima regional
subyacente en el ectodermo del techo del estomodeo. Dicha región también es
poblada por algunas células que se desprenden del ectodermo (de la zona ANR
o cresta neural anterior) durante el cierre del neuroporo anterior. En esta zona
también se han identificado células mesenquimáticas que proceden de la
placoda olfatoria y células migrantes de naturaleza neural desprendidas del
órgano vomeronasal.
Las células de la cresta neural y del mesodermo paraxil craneales se hallan
espacialmente organizadas, a lo largo de los ejes céfalo-caudal y dorso-ventral,
y durante su migración mantienen posiciones típicas. La figura SC 4-1-1
muestra las principales vías migratorias que ambas poblaciones celulares

220. 220
siguen durante su migración a los lugares que ocupan en el mesénquima
cefálico.
Fig. SC 4-1-1. Ilustra la organización céfalo-caudal de las regiones cefálica y
branquial del embrión. A lo largo del eje céfalo-caudal existen diferentes vías
de migración en sentido dorso-ventral (flechas) para poblaciones de la cresta
neural craneal (A) y el mesodermo paraxil cefálico (B) que ocupan las regiones
craneal y branquial del embrión. Estos movimientos celulares organizados
posibilitan que la organización segmentaria de las estructuras dorsales (tubo
neural, cresta neural craneal y mesodermo paraxil cefálico) se transfiera a
regiones laterales y ventrales del embrión. Los números romanos indican la
denominación de la región (somitómero) sin aludir a un concepto estricto de
metamerización.
La figura SC 4-1-2 B y C muestra que las células del mesodermo paraxil migran
ventralmente con respecto al ectomesénquima proveniente de la cresta neural
y que las células de la cresta neural se distribuyen más superficialmente, vale
decir, entre el mesodermo paraxil y el ectodermo. Estas dos poblaciones
celulares exhiben una migración extensa, en sentido ventral, formando arcos
faríngeos y prominencias faciales. La subpoblación neural de células de cresta
neural se queda en una posición más dorsal, adyacente al tubo neural, donde
forman los ganglios sensoriales de los nervios craneales.
Las células de la cresta neural craneal se segregan del epitelio ectodérmico,
específicamente, de la zona de transición entre el ectodermo neural y el
ectodermo del área preplacodal (SC La instalación y el refinamiento de la
organización espacial de competencias de desarrollo en el área preplacodal; SC
La transformación del área preplacodal (área competente de formación de
placodas) en línea wolffiana (área de placodas) del sistema sensorial cefálico).
Estas células sufren una T e-m y migran desde los pliegues neurales al
mesénquima antes del cierre definitivo del tubo neural. Estas células disponen
de varias vías o patrones de migración a través de las cuales llegan a diferentes

221. 221
regiones del embrión, donde contribuyen a la formación de diversas
estructuras. Las células de la cresta neural craneal que derivan del diencéfalo,
mesencéfalo y rombencéfalo, difieren de la cresta neural del tronco en que
tienen el potencial de diferenciarse en cartílago, hueso y tejido conectivo (véase
Cuadro SC 4-1-1 y SC La potencia de desarrollo de la cresta neural craneal).
Fig. SC 4-1-2. Esquemas que ilustran la organización de los tejidos cefálicos
mesenquimáticos y epiteliales. A. Vista dorsal de embrión de 4 somitas. Se ha
eliminado el ectodermo general y el tubo neural, dejando al descubierto el
mesodermo paraxil (rosa). Los corchetes indican los límites de supuestos
somitómeros. B. Vista dorsal de la mitad izquierda de embrión de 10 somitas. El
tubo neural se halla en su lugar (visible a la izquierda). El borde de avance de la
cresta neural (gris) cubre parcialmente el mesodermo paraxil (rosa). C. Corte
transversal, al nivel del posencéfalo, de un embrión de 10 somitas. Muestra las
posiciones de las células de la cresta neural y del mesodermo paraxil y sus
posiciones relativas respecto del tubo neural, el ectodermo epidérmico y el
endodermo faríngeo.

222. 222
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SC 4.2. ¿Cómo se generan y cómo desaparecen las curvaturas del embrión? V.
Flores
Desde el fin de la 3ª SD (momento en que el embrión es plano) hasta el final de
la 5ª SD, el embrión sufre un crecimiento diferencial que lo convierte en
cilíndrico y con una curvatura de convexidad dorsal. Durante un tiempo, la
curvatura dorsal se hace más pronunciada, luego se estabiliza y, finalmente, ya
en etapa fetal, el esqueleto axil se rectifica gradualmente y la convexidad dorsal
va desapareciendo.
La aparición de la convexidad dorsal embrionaria resulta del hecho de que los
elementos que ocupan la superficie dorsal del embrión crecen en longitud (eje
céfalo-caudal) y transversalmente (ejes medio-laterales) bastante más que los
que ocupan la superficie ventral. Nótese que las superficies laterales y ventral
del embrión poseen pocas estructuras o tejidos en desarrollo y,
proporcionalmente, ocupan poco volumen en relación con los que se ubican en
la región dorsal.
Basta analizar un corte transversal del embrión para notar que prácticamente
todos los elementos, con excepción de algunas partes del tubo digestivo se
encuentran en la pared dorsal (tubo neural, notocorda, mesodermo paraxil) o
pegados a ella (cresta urogenital y la mayor parte del tubo digestivo). Sólo dos
elementos, corazón e hígado, se ubican en la zona más ventral (Fig. SC 4-2-1).

223. 223
Fig. SC 4-2-1. Secuencia de cortes transversales de embriones de edad
creciente. Ilustra el crecimiento relativo de la región dorsal respecto de la
ventral. Todos los esquemas están representados en la misma escala.
El efecto del crecimiento diferencial en longitud (a lo largo del eje céfalo-caudal
[cf-cd]) se nota aún más cuando se compara la disposición en el espacio de los
dos elementos mediales dorsales: el tubo neural y la notocorda. La figura SC
4.2-2 muestra la disposición de ambas estructuras, proyectadas sobre el plano
sagital, en embriones de diferentes edades (desde la 3ª SD al final de la 5ª SD)
(Figura SC 4.2-2). Puede notarse que, durante el período considerado, el tubo
neural crece en longitud visiblemente más que la notocorda. Debido a ello, al
principio, prácticamente poseen la misma longitud en tanto que, al final, el
trazado del contorno de la superficie dorsal del tubo neural posee una longitud
visiblemente mayor que la longitud de la notocorda. Ésta es la razón por la que
al final de la 5ª SD el extremo cefálico del tubo neural, la parte de éste que
excede cefálicamente a la notocorda, se encuentra muy incurvada en la región
cefálica del embrión. El mismo fenómeno puede observarse comparando la
longitud de la superficie ventral y la de la superficie dorsal en los esquemas de
la figura SC 4-2-2.

224. 224
Fig. SC 4-2-2. Esquema de embriones de A. 3ª SD, B. mediados de 4ª SD, C. fines
de 4ª SD y D. fines de 5ª SD. Las regiones dorsal y ventral a la notocorda están
pintadas de diferente color. Las líneas negra, roja y amarilla representan el eje
cf-cd del SNC, la notocorda y el tubo digestivo respectivamente. Nótese que
crecen diferentemente en función del tiempo. Todos los esquemas están
representados en la misma escala.
Nótese que la situación descrita para el embrión como totalidad se cumple
también para el tubo neural en particular: el crecimiento en longitud de la
superficie dorsal del tubo neural (placa del techo o placa alar) es mayor que el
de la región ventral (placa del piso o placas basales). Estas diferencias, en el
crecimiento en longitud, entre placas alares y basales es sobre todo marcada en
las estructuras posencefálicas y mesoencefálicas. De ahí, la marcada curvatura
cervical (entre médula y mielencéfalo) y sobre todo la marcada curvatura
cefálica y mesencefálica, debido a la ausencia de placa basal en el proencéfalo.
Además de todos estos hechos, la mayor parte de las poblaciones celulares que
formarán las porciones laterales y ventrales de la paredes corporales provienen
de los somitas y, hasta la 5ª SD, ellas se encuentran en posición epiaxial (dorsal
a la notocorda). Desde el final de la 5ª SD en adelante, las células
correspondientes a todos los niveles segmentarios corporales empiezan a
migrar masivamente en dirección ventral. Las células o grupos celulares que
abandonan posiciones epiaxiales y pasan a ocupar posiciones hipoaxiales
contribuyen con su desplazamiento a generar un crecimiento diferencial con
predominio en la región ventral a expensas del crecimiento en la región dorsal.
La figura SC 4-2-3 ilustra esquemáticamente este hecho.

225. 225
Fig. SC 4-2-3. Representación esquemática que ilustra cómo la proliferación y la
migración celular diferenciales tienen papel morfogenético. A. Ilustra cómo
crece armónicamente (en forma recta) una estructura en la que las mitades
derecha e izquierda proliferan similarmente. B. Entre A y B se ha producido una
mayor proliferación en la región derecha. Se genera una curvatura de
convexidad derecha. C. Entre B y C se ha producido un desplazamiento neto de
elementos (migración dirigida) desde el lado derecho hacia el izquierdo. Este
desplazamiento compensa el crecimiento en longitud de ambas mitades y el
sistema se rectifica.
En la figura SC 4-2.3 A, las líneas a y b se encuentran apareadas e, inicialmente,
poseen similar cantidad unidades (segmentos que las componen); en B, el
número de segmentos de la línea de la derecha aumentó al doble en tanto que
la de la izquierda aumentó 1,5 veces. Este hecho produce una curvatura en la
estructura. En la figura SC 4-2-3 C un séptimo de los segmentos (2 de 14)
fueron transferidos de la línea derecha a la línea izquierda. Este hecho tiene
como resultado la desaparición de la curvatura característica de la figura SC 4-
2.3 B. Un fenómeno, conceptualmente similar, pero más complejo debido a la
naturaleza 3D del embrión y a la geometría bastante más complicada de sus

226. 226
tejidos y elementos constituyentes explica los cambios que conducen al
embrión a incurvarse primero y a enderezarse después.
Un fenómeno en todo similar al ejemplificado fue descrito como modelo para
explicar la generación de la curvatura cefálica o mesencefálica durante el
desarrollo del mesencéfalo del embrión de pollo.
Bibliografía
Rapacioli M, Duarte S, Rodríguez Celín A, Fiore L, Teruel L, Scicolone G, Sánchez
V, Flores V. (2012). Optic tectum morphogenesis: a step-by-step model based
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deterministic and stochastic components subsumed in the spatial organization.
Dev Dyn 241(6):1043-61.
SC 4.3. La subregionalización y la potencia evolutiva múltiple de las regiones del
somita. V. Flores, M. Rapacioli
Finalizada la somitogénesis, las células de las diferentes regiones del somita
exhiben diferentes CCD dependiendo de las vías de señalización a las que han
estado sometidas durante el proceso. Los somitas reciben varias influencias
espacialmente organizadas como consecuencia de que se hallan rodeados de
varias poblaciones celulares que emiten diferentes señales con efectos de
desarrollo.
Las células del borde dorso-medial del dermomiotomo reciben señales de la
notocorda y placa del piso (proteína señal Shh) y de la región dorsal del tubo
neural y ectodermo (proteína señal Wnt) y evolucionan en sentido de miotomo
epiaxil. Si bien se considera que estas señales constituyen estímulos
determinantes, existen datos que indican que éstos podrían ser estímulos
permisivos que promueven la proliferación y diferenciación del miotomo
porque la expresión de proteínas específicas del músculo se inicia ya en el
mesodermo presomítico. Algunos postulan que la diferenciación en sentido
muscular no se inicia en el mesodermo presomítico debido a que la expresión
de proteínas musculares es inhibida por la proteína señal BMP proveniente de
tejidos laterales. La existencia de la proteína noggina en la región medial inhibe
a BMP y ello permite la expresión de proteínas específicas de célula muscular
esquelética; este proceso sería amplificado por las señales Shh y Wnt.
Las células del borde ventro-lateral del dermomiotomo reciben señales del
ectodermo (Wnt6) y del mesodermo lateral (Fgf5) y evolucionan en sentido de
miotomo hipoaxil.
En una siguiente etapa (Fig. SC 4-3-1 A) las células del borde dorso-medial se
dividen con su huso mitótico orientado perpendicularmente a la lámina basal.

227. 227
Las células hijas que quedan ubicadas en la región apical del miocele son
posmitóticas y se localizan bajo el dermomiotomo. Estas células se alargan en
sentido céfalo-caudal y comienzan a expresar proteínas típicas del músculo
esquelético. Se consideran miotubos primarios. Luego ocurre lo mismo con las
células del borde caudal del dermomiotomo, luego con las células del borde
cefálico y finalmente con las del borde ventro-lateral.
Las células originadas en el borde dorso-medial originan miotomo epiaxil, las
originadas en el borde ventro-lateral originan miotomo hipoaxil y las originadas
en los bordes cefálico y caudal originan miotomo de ambos tipos (Fig. SC 4-3-1
B). Las células de los bordes dorso-medial y ventro-lateral retienen capacidad
proliferativa y posteriormente originan células proliferantes del miotomo.
Fig. SC 4-3-1. Modelo de formación del miotomo y su segregación en varios
tipos de miotubos. A. Ilustra la ubicación de las cuatro poblaciones celulares
precursoras de miotubos -en cada uno de los cuatro bordes del
dermomiotomo- y el cambio en la forma y orientación espacial de las células
que lleva a la formación de los miotubos primarios. B. Ilustra el origen y la
distribución de miotomos primarios (subyacente en el dermomiotomo) y el
origen de los miotubos precursores del epímero e hipómero. En colores se
ilustra la distribución espacial de las células que se originaron en el borde
dorso-medial (rosa), en los bordes caudal y cefálico (verde) y en el borde
ventro-lateral (celeste). Modificado de Gros y col., 2004.
Clásicamente se ha considerado que las células de la región central del
dermomiotomo constituyen el dermatomo. Estas células se dividen
asimétricamente: a) las células que quedan en la región basal se diferencian en

228. 228
células de la dermis en respuesta a estímulos provenientes del ectodermo y de
la región dorsal del tubo neural y b) las células que quedan en la región apical
forman células proliferativas del miotomo y, según algunos investigadores,
células del tejido conectivo del músculo y células satélite. Así, la región central
del dermomiotomo no corresponde estrictamente a un dermatomo. Las células
de la dermis se forman por deslaminación de las células superficiales de dicha
región.
Las células del miotomo (ubicadas bajo el dermomiotomo) son posmitóticas y
células satélite. Los miotubos primarios se extienden a lo largo del eje céfalo-
caudal de la región central del miotomo; en los extremos cefálico y caudal del
miotomo existen poblaciones de células proliferantes. Los miotubos secretan la
proteína señal Fgf8 y las células proliferantes expresan su receptor Frek. En
respuesta a Fgf8, las células proliferantes envían señales que promueven la
expresión del factor de transcripción Scleraxis en las células del esclerotomo
adyacente. De este modo se determina, a partir de las regiones cefálica y caudal
de esclerotomo, el sindetomo (Fig. SC 4-3-2 A-C). Debido a este modo de
determinación, el sindetomo queda ubicado entre bloques de miotomo y entre
bloques de esclerotomo sucesivos; la ubicación apropiada para generar los
fibroblastos que forman los tendones del raquis que unen los músculos a los
huesos del raquis. No se sabe si el sindetomo también origina los fibroblastos
que forman los ligamentos del raquis.
En la región medial del esclerotomo, cerca de la superficie del tubo neural, se
determina el meningotomo (Fig. SC 4-3-2 A-C). Esta región origina los
fibroblastos que forman el tejido conectivo de las meninges y las células de los
vasos que forman el plexo vascular perineural y que posteriormente invaden el
tubo neural. La denominación enfatiza la capacidad de formar meninges ya
que se sabe que todas las células del somita poseen la potencia para formar
células vasculares (endoteliales o periendoteliales).
Las células de la región dorsal del tubo neural, mediante la expresión de las
proteínas señal Bmp4 y Wnts, promueven la expresión del receptor VEGFR-2 en
las células del esclerotomo. La expresión de este receptor sería promovida
posteriormente por la expresión de VEFG-A por parte del tubo neural y este
proceso llevaría a la formación del plexo vascular. Las células del esclerotomo
forman células endoteliales, pericitos y células musculares lisas de estos vasos.
No se sabe si las células del esclerotomo que acompañan a estos vasos se
determinan en fibroblastos de meninges ya en el esclerotomo o luego de su
migración.
Las células de la región ventral del esclerotomo proliferan, migran y rodean a la
notocorda (Fig. SC 4-3-2). Este comportamiento depende de señales

229. 229
provenientes de la notocorda (Shh, Noggina y FGF8). Estas señales promueven
la expresión de los factores de transcripción Pax1, Pax9, Twist y Mfh1 en las
células del esclerotomo y promueven la proliferación celular. Las células de la
región caudal del esclerotomo proliferan más y se agrupan más densamente
que las de la región cefálica.
Las células que del somitocele reciben el nombre de artrotomo (Fig. SC 4-3-2 B);
se integran a la mitad caudal del esclerotomo, migran ventralmente,
caudalmente a la fisura intevertebral (de von Ebner) y originan las
articulaciones intervertebrales, los discos intervertebrales. Nótese que de este
modo la región ventral del esclerotomo de un somita queda dividida en dos
por el artrotomo. Así, cada vértebra se forma por la asociación del esclerotomo
originado en 2 pares de somitas (véase en Capítulo 14). Según algunos
investigadores, el artrotomo también origina la porción proximal de las
costillas. Las células que forman el artrotomo expresan el receptor tipo II del
TGF-beta.
Las células de la región central del esclerotomo constituyen el neurótomo (Fig.
SC 4-3-2 B-C). Estas células rodean la región ventro-lateral del tubo neural. Las
células de la región caudal del esclerotomo que invaden esta región forman
tejido esquelético (porción ventral del arco vertebral, apófisis transversa y
porción proximal de las costillas). Estas células (de la región caudal) se hallan
más densamente agrupadas que las de la región cefálica debido a que poseen
una mayor tasa proliferativa y expresan diferentes moléculas de adhesión. La
región caudal del esclerotomo expresan las proteínas efrinas B1 y B4 que
impiden la migración de células de las crestas neurales y axones motores que
expresan EphB2 y B3. Por el contrario, las células de la región cefálica, que
forman el neurotomo, permiten el ingreso de células de la cresta neural y
axones en crecimiento y reciben de ellos señales para su sobrevida y
proliferación. En presencia de estos componentes las células de la región
cefálica forman elementos del perineuro y endoneuro de los nervios y ganglios
espinales.
La región lateral del esclerotomo (Fig. SC 4-3-2) recibe señales del miotomo
(PDGF-A y FGF) y mesodermos intermedio y lateral (BMP4 y VEGF). Un conjunto
de estas células forma el resto de las costillas; otro conjunto de células expresa
VEGF-R2 y forma células endoteliales.
Las células de la región dorso-medial del esclerotomo (Fig. SC 4-3-2) migran
dorsalmente al tubo neural y forman la región dorsal del arco vertebral y la
apófisis espinosa. Este proceso está regulado por BMP4, que se expresa en la
región dorsal del tubo neural y en el ectodermo superficial.

230. 230
Fig. SC 4-3-2. A, B y C. Esquemas de cortes transversales que ilustran grados
crecientes de diferenciación del somita. Las líneas de puntos indican los planos
de corte de los esquemas que se representan en A’, B’ y C’. A y A’. Estado de
somita epitelial en estado de diferenciacón temprana e inicio de la
disgregación. B y B’. Somita compartimentalizado en estado de
resegmentación. C y C’. Somita en resegmentación y diferenciación avanzada.
Los componentes del somita rodean a la notocorda, al tubo neural e inician los
desplazamientos que los conducen a sus posiciones definitivas. Modificado de
Christ y cols., 2004.

231. 231
Bibliografía Ben-Yair R, Kalcheim C. (2005). Lineage analysis of the avian
dermomyotome sheet reveals the existence of single cells with both dermal
and muscle progenitor fates. Development 132(4):689-701.
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Hollway G, Currie P. (2005). Vertebrate myotome development. Birth Defects
Res C Embryo Today 75(3):172-9.

232. 232

233. 233
SC 5.1. El origen de las células que forman la placa cardiogénica. V. Flores
SC 5.2. La determinación de la placa o campo cardiogénico. Comportamientos
celulares y moleculares involucrados. V. Flores
SC 5.3. La determinación progresiva de las células cardiogénicas: la placa
cardiogénica, los campos cardiogénicos primario y secundario y otras estirpes
celulares. V. Flores
SC 5.4. El origen múltiple de las poblaciones celulares que intervienen en la
cardiogénesis. V. Flores
SC 5.5. El área cefálica del campo cardiogénico secundario y sus derivados
anatómicos e histológicos. V. Flores
SC 5.6. La influencia de la asimetría derecha-izquierda en la transformación del
CTP recto en asa cardíaca. Comportamientos moleculares involucrados. F.
Angelotti, A. García Roca
SC 5.7. Las células de la cresta neural y de la población celular proepicárdica
(pcPE) en el desarrollo del corazón. Su contribución al desarrollo de la
vasculatura coronaria. F. Angelotti, A. García Roca
SC 5.8. Un modelo integrado de eventos celulares y moleculares involucrados en
la cardiogénesis. V. Flores
SC 5.1. El origen de las células que forman la placa cardiogénica. V. Flores
Las células que forman el corazón han sido detectadas y seguidas desde la
gastrulación en adelante. Inicialmente se hallan en el epiblasto, durante la
gastrulación migran hacia la línea media y se invaginan a través del surco
primitivo. Se postula que la posición de las células, a lo largo del eje céfalo-
caudal, cuado se invaginan en el surco primitivo se relaciona con su futura
ubicación en la placa cardiogénica y con la región del corazón que originarán.
El modelo presentado en la figura SC 5-1-1 A y B ilustran dicha relación. En A se
observa que las células que se invaginan medialmente, en el extremo del surco
primitivo, forman la notocorda y, adyacentes a ellas, las células que formarán

234. 234
zonas mediales del endodermo. Por el modo como se producen los
desplazamientos gastrulares ‒indicado por las flechas de la figura SC 5-1-1 A ‒
Las células que ocupan posiciones cefálicas del surco originarán regiones
cefálicas de la placa y las que ocupan posición caudal originarán partes
caudales de la placa. Así, las células ubicadas cefálicamente en el surco
primitivo originarán la parte medial y cefálica de la placa cardiogénica; esta
región originará el bulbo cardíaco (ventrículo derecho, cono y tronco de salida
de los ventrículos y, probablemente, también la aurícula izquierda). Un poco
más caudalmente se ubican las células que formarán el ventrículo primitivo
(originará el ventrículo izquierdo) y, a continuacion, las que formarán aurículas
(aurícula derecha) y, probablemente, senos venosos.
Así, debido al modo como se producen los desplazamientos grastrulares, por la
posición que ocupan las células en el surco primitivo puede deducirse qué
regiones del corazón originarán. La figura SC 5-1-1 C ilustra este hecho y
muestra cómo quedarán ubicadas dichas regiones cardíacas durante la torsión
del corazón tubular primitivo.
Fig. SC 5.1.1. A-B. Origen epibástico de las células de la placa cardiogénica. La
posición de estas células en el epiblasto se relaciona con la posición que

235. 235
ocupan en la placa y la región cardíaca que originan. C. El ordenamiento céfalo-
caudal observable a lo largo del surco primitivo se repite en la placa
cardiogénica y se traduce en el ordenamiento céfalo-caudal de las cavidades
del corazón tubular primitivo recto medial (CTP). D. Durante la torsión del CTP,
las cavidades modifican sus posiciones relativas.
Ello no implica, sin embargo, que las subpoblaciones celulares ubicadas a lo
largo del surco primitivo ya estén determinadas a formar las distintas regiones
mencionadas. Esta especificación ocurre más tarde (SC 5.2. La determinación de
la placa o campo cardiogénico. Comportamientos celulares y moleculares
involucrados). Al parecer, la especificación regional de las células cardiogénicas
no se produce simultáneamente en todo el campo cardiogénico. Al menos las
células ventriculares son especificadas antes que las auriculares (SC La
determinación progresiva de las células procardiogénicas, las de los campos
cardiogénicos primario y secundario y restantes estirpes celulares que forman
el corazón; SC Determinación y diferenciación de las células del área cefálica del
campo cardiogénico secundario durante la formación del bulbo cardíaco).
Las células de la futura placa cardiogénica parecen poseer cierto grado de
determinación genérica en sentido cardiogénico, a juzgar por ciertos
marcadores que expresan muy tempranamente, aún antes de la gastrulación.
Por otro lado, existen estudios de linaje celular con marcadores retrovirales que
sugieren que ya antes de la gastrulación es posible distinguir clones de células
con diferente capacidad histogenética: endocardiogénicas y
miocardiocitogénicas.
Así, se ha propuesto que ya pregrastrularmente existirían células determinadas
en sentido cardiogénico. Como puede apreciarse, estos diferentes estudios
aluden a fenómenos de especificación y determinación de diferente
naturaleza: a) por un lado, una determinación genérica en sentido
cardiogénico, b) una especificación que alude a la definición de regiones y c)
una especificación en el nivel tisular o histogenético.
Bibliografía
García-Martínez, V, Schoenwolf GC. (1993). Primitive-streak origin of the
cardiovascular system in avian embryos. Dev Biol 159: 706-19.
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the heart field during chicken early embryogenesis. Dev Biol 177: 265-73.
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Wei Y, Mikawa T. (2000). Fate diversity of primitive streak cells during heart
field formation in ovo. Dev Dyn 219: 505-13.
SC 5.2. La determinación de la placa o campo cardiogénico. Comportamientos
celulares y moleculares involucrados. V. Flores
El campo cardiogénico se constituye con células provenientes del epiblasto que
durante la gastrulación forman el mesodermo lateral. Estas células migran
cranealmente, convergen por delante de la placa precordal y forman la región
semilunar denominada placa cardiogénica. En sentido estricto, es la hoja
esplácnica resultante de la deslaminación de esa zona del mesodermo lateral la
que debe recibir el nombre de campo cardiogénico. La hoja somática de dicha
región no participa en el desarrollo cardíaco.
La especificación y posición del campo cardiogénico depende de la posicón
espacial de varias fuentes de señales positivas (activadoras) y negativas
(inhibidoras) de la cardiogénesis.
El modelo ilustrado en la figura SC 5-2-1, basado en el embrión de pollo,
propone que la ubicación y forma del campo cardiogénico depende de los
siguientes hechos: a) las células mesodérmicas de la región 1 no reciben
señales, b) las células de la región 2 reciben ambos tipos de señales y c) las
celulas de la región 3 reciben señales positivas y se hallan fuera del rango de
acción de las negativas.

237. 237
Fig.SC 5-2-1. Modelo de determinacion y localización especificacion del campo
cardiogénico por medio de la acción de senáles activadoras (+) e inhibidoras (-)
de la cardiogénesis. A. Distribución espacial de señales + y -. En la region 1 no
existen señales cardiogénicas; en la 3 sí existen, pero son contrarrestadas por
señales inhibidoras. En la 2 el mesodermo sólo recibe señales cargiogénicas. B.
Ilustra la localización y la forma semilunar del campo cardiogénico resultante
de la distribución espacial de señales + y -.
Las células del campo cardiogénico están determinadas a formar sólo algunos
tipos celulares del corazón definitivo. La capacidad citogénica del campo
cardiogénico se ilustra en el cuadro SC 5-2-1. Las restantes células cardíacas son
de origen extracampo cardiogénico, como las provienentes de la población
proepicárdica y de la cresta neural cardiogénica, y dependen de fenómenos de
determinación diferentes (SC 5.4. El origen múltiple de las poblaciones
celulares que intervienen en la cardiogénesis; SC 5.3. La determinación
progresiva de las células procardiogénicas, las de los campos cardiogénicos
primario y secundario y restantes estirpes celulares que forman el corazón).
Cuadro SC 5-2-1. Ilustra la capacidad citogénica del campo cardiogénico
originado durante la gastrulación a partir de precursores hipoblásticos N-
Cadherina (+) y (-). (SC El origen múltiple de las poblaciones celulares que
intervienen en la cardiogénesis).
AT.: cambiar atrio-ventricular => atrioventricular; Población => Población

238. 238
Las señales involucradas y sus fuentes de origen. La figura SC 5-2-3 ilustra un
modelo sobre la especificación y el patterning del campo cardiogénico en el
ratón basado en la distribución espacial de señales cardiogénicas y
anticardiogénicas.
Las señales positivas (cardiogénicas) provienen fundamentalmente del
endodermo e incluyen a la proteína morfogenética ósea 2 (BMP-2), el factor de
crecimiento fibroblástico 8 (FGF-8) y las proteínas Crescent y Cerberus, que son
proteínas inhibitorias de la acción de las proteínas Wnt actuando sobre sus
receptores. El ectodermo epidérmico también es fuente de BMP.
Las señales negativas (anticardiogénicas) provienen fundamentalmente de a) el
tubo neural, fuente de las proteínas Wnt3a y Wnt8 que promueven la
formación de vasos sanguíneos e inhiben la del corazón y de b) el mesodermo
axil cordal que secreta las proteínas señal Nogina y Cordina que inhiben a la
señal BMP procedentes del endodermo.
AT. arriba: cambiar inhibidroes => inhibidores
Fig. SC 5-2-3. Modelo de determinación, localización y modelación del campo
cardiogénico. A. llustra esquemáticamente la posición y orientación del corte
(línea de puntos) mostrado en B. B. Corte transversal del embrión. Se indican las
posiciones de las poblaciones celulares señalizadoras (ectodermo, endodermo
faríngeo, placa neural y mesodermo axil) y sus correspondientes señales
estimulantes (flechas) e inhibitorias (barras T) de la cardiogénesis. El triángulo
azul y la gradación de su color representan la variación en la intensidad del
efecto cardiogénico resultante de la acción de dichas señales. Este fenómeno
ubica y determina la extensión del campo cardiogénico a lo largo del corte (eje
medio-lateral). Se observan el mesodermo deslaminado, el celoma pericárdico,

239. 239
la hoja esplácnica o campo cardiogénico que ya posee una población
endocardiogénica adyacente al endodermo faríngeo y un epitelio
miocardiocitogénico limitando ventralmente el celoma pericárdico.
Las señales cardiogénicas se distribuyen en forma de gradiente látero  medial.
La señal BMP es originada tanto en el ectodermo como en el endodermo del
intestino anterior (faríngeo). Éste también secreta Fgf8 e inhibidores de Wnt.
Puede apreciarse que el factor determinante del patterning del campo
cardiogénico es la distribución de los tejidos fuente de las señales positivas y
negativas: el papel de las señales positivas es estimular la cardiogénesis en el
mesodermo esplácnico de la región cefálica y el papel de las señales negativas
es delimitar la extensión del campo y definir el área apropiada.
Las proteínas Bmp inducen la expresión de Fgf-8 en el endodermo y éste
participa estimulando la expresión de las proteínas factores de transcripción Tal
1, Tboxs 2,3 y 5, Nkx 2.5 y cGATA que participan en la programación de la
evolución en sentido cardíaco.
Se ha comprobado que esta combinatoria “cardiogénica” de factores de
transcripción inicia una cascada de activación génica que incluye la expresión
de varios genes que codifican proteínas específicas de músculo cardíaco (actina
cardíaca, factor natriurético atrial y las cadenas de alfa-miosina y otras).
Bibliografía
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Durocher D, Charron F, Warren R, Schwartz RJ, Nemer M. (1997). The cardiac
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Jiang X, Rowitch DH, Soriano P, McMahon AP, Sucov HM. (2000). Fate of the
mammalian cardiac neural crest. Development 127:1607-16.
SC 5.3. La determinación progresiva de las células cardiogénicas: la placa
cardiogénica, los campos cardiogénicos primario y secundario y otras estirpes
celulares. V. Flores
Varios estudios clásicos de mapeo de destino de células de la placa
cardiogénica hicieron suponer que el corazón tubular primitivo (CTP) recto
posee las poblaciones celulares precursoras de todos los tejidos y todas las
regiones cardíacas. Algunos estudios más recientes indican que el CTP recto no
cumple ninguna de ambas propiedades. El CTP recto representa sólo a la región
denominada ventrículo primitivo que origina al ventrículo izquierdo definitivo.

240. 240
La región denominada a) tracto de entrada, que comprende los conductos
auriculoventricular, auricular y sinusal (caudal al ventrículo primitivo) y la región
denominada b) tracto de salida, que comprende el bulbo cardíaco (cefálico al
ventrículo primitivo) se agregan secundariamente al CTP recto durante la
torsión cardíaca. Se considera que el agregado de dichas regiones al CTP recto
es, precisamente, el cambio morfológico denominado torsión cardíaca. El tracto
de entrada al CTP recto se agrega a éste antes que el tracto de salida o bulbo
cardíaco. Las regiones que se agregan tardíamente al CTP recto, y que provocan
su torsión, se generan en el campo cardiogénico secundario (SC 5.4. El origen
múltiple de las poblaciones celulares que intervienen en la cardiogénesis; SC
Determinación y diferenciación de las células del área cefálica del campo
cardiogénico secundario durante la formación del bulbo cardíaco). Esta
población celular fue identificada por medio de un marcador que no comparte
con el resto de las células de la placa cardiogénica. Con el objeto de distinguir a
esta población celular del resto de las células de placa cardiogénica se la ha
denominado campo cardiogénico secundario. Así, las restantes células de la
placa cardiogénica constituyen un campo cardiogénico primario (SC 5.5. El área
cefálica del campo cardiogénico secundario y sus derivados anatómicos e
histológicos). Las porciones de entrada al CTP recto (aurícula primitiva y senos
venosos) se forman y agregan a él a partir de la porción caudal, bilateral, de la
placa cardiogénica.
La cardiogénesis incluye varios fenómenos determinantes y morfogenéticos
que, como en otros casos, van de lo general a lo particular de acuerdo con
criterios de ordenamiento temporoespacial.
a) El proceso de especificación más temprano ocurre pregastrularmente: la
aparición de células genéricamente procardiogénicas en el epiblasto. Esta
población tempranamente se segrega en dos subpoblaciones: una
endocardiogénica y otra miocardiocitogénica. Este fenómeno implica una
especificación de tipos tisulares pero no instala una especificación regional. Este
segundo aspecto empezaría a instalarse durante la gastrulación, dependiendo
de la posición que ocupan las células migrantes a lo largo del eje céfalo-caudal
del surco primitivo. Sin embargo, tampoco este fenómeno implica un proceso
de especificación sino más bien de relación probabilística entre posición inicial
en el surco primitivo y posición final en la placa cardiogénica.
b) La segunda etapa es la especificación y patterning de la placa cardiogénica.
Se trata de un conjunto de procesos de señalización espacialmente
estructurados mediado por la distribución de señales cardiogénicas y

241. 241
anticardiogénicas en el que participan varios centros señalizadores, varias
proteínas señal, sus respectivos receptores e inhibidores (SC 5.2. La
determinación de la placa o campo cardiogénico. Comportamientos celulares y
moleculares involucrados). Con respecto a la especificación de regiones en la
placa cardiogénica, se ha propuesto un modelo según el cual la especificación
se produce en sentido céfalo-caudal: primero la región del ventrículo primitivo
y luego aurícula primitiva. También existe un modelo que propone que la parte
final o senos venosos no sufren un proceso de especificación de tipo
cardiogénico. Lo descrito hasta aquí corresponde al campo cardiogénico
primario de la placa cardiogénica.
c) Poco después se produce la determinación de las células del campo
cardiogénico secundario. A medida que estas células se incorporan al CTP recto
se determinarían en bulbo, cono y tronco arterioso. La determinación
temprana de las células del campo secundario parece ser similar a la
determinación de las del campo primario. Sin embargo, durante su
incorporación al CTP recto, como tracto de salida de este último, sufren una
reprogramación adicional que probablemente esté relacionada con su
determinación y diferenciación en bulbo cardíaco (SC Determinación y
diferenciación de las células del área cefálica del campo cardiogénico
secundario durante la formación del bulbo cardíaco).
d) Poco más tarde, mientras se van formando los arcos aórticos y sus
correspondientes arcos branquiales, el mesénquima regional es invadido
también por células provenientes de los 3 o 4 últimos segmentos de la cresta
neural vagal. Estas células migran siguiendo el trayecto de los arcos aórticos,
llegan al saco aórtico e invaden, desde el extremo cefálico al caudal, las paredes
del tronco y cono, llegando profundamente hasta la región de los conductos
auriculoventriculares. Las células de la región de cresta neural mencionada,
denominada por dicho motivo cresta neural cardiogénica, participan aportando
tejidos conectivo y muscular liso a los derivados del tronco-cono (porción
proximal de grandes vasos).
e) Finalmente, las células que forman el pericardio visceral o epicardio, el tejido
conectivo perivascular de los vasos coronarios y, probablemetne, también su
musculatura lisa vascular provienen de una población celular que ingresa en el
corazón a través de su polo caudal. Estas células tienen su origen en una región
diferenciada de mesénquima, denominada población proepicárdica, que rodea
a los senos venosos y la superficie del septum transversum.
Bibliografía
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31.
SC 5.4. El origen múltiple de las poblaciones celulares que intervienen en la
cardiogénesis. V. Flores
Existen ejemplos de poblaciones celulares embrionarias que poseen una amplia
potencia citogenética y que, en consecuencia, en forma divergente, originan
varios tipos celulares que forman parte de distintos órganos. Existen, por otro
lado, órganos que se forman como consecuencia de la confluencia,
combinación e integración de poblaciones celulares que poseen su origen en
diferentes poblaciones celulares.
El desarrollo del corazón es un ejemplo que reúne ambas situaciones ya que,
por un lado, a) su desarrollo requiere la participación varios tipos celulares de
distinto origen embrionario que confluyen y se integran en la elaboración de
los tejidos cardíacos y, por otro lado, b) varias poblaciones celulares
embrionarias precursoras de células y tejidos cardíacos aportan también células
que participan en el desarrollo de otros órganos.
Entre las varias poblaciones que participan en el desarrollo del corazón están
las siguientes.
1) Las células epiblásticas que forman la placa o campo cardiogénico. Estas
células tienen la capacidad de formar en principio dos subpoblaciones: a)
endocardiogénica o N-cadherina (-) y b) miocardiocitogénica o N-cadherina (+).
Las primeras, N-cadherina (-), originan las células endocárdicas de todo el
corazón, el tejido conectivo subendocárdico y el tejido conectivo de la porción
profunda del miocardio (SC 5.3. La determinación progresiva de las células
procardiogénicas, las de los campos cardiogénicos primario y secundario y
restantes estirpes celulares que forman el corazón). Las segundas, N-cadherina
(+), originan los miocardiocitos auriculares y ventriculares y las células del

243. 243
sistema de conducción auriculoventricular, el haz de His y las fibras de Purkinje
de los ventrículos (Fig. SC 5-4-1).
Fig. SC 5-4-1. Esquema de la relación entre posición dentro del campo
cardiogénico primario (C.C.1º), región cardíaca y tipo celular. Distintas regiones
de la placa cardiogénica aportan diferentes tipos celulares a las diferentes
regiones del corazón.
2) A estas células se les agregan luego las que se segregaron como campo
cardiogénico secundario que forman algunos de los tipos celulares ya
mencionados pero, en el ventrículo derecho y el cono y, además, células
musculares lisas vasculares de los infundíbulos y porciones proximales de las
arterias aorta y pulmonar (SC Determinación y diferenciación de las células del
área cefálica del campo cardiogénico secundario durante la formación del
bulbo cardíaco). El campo cardiogénico secundario es una adquisición
filogenética reciente, está asociado a la evolución del circuito pulmonar en
relación con los cambios evolutivos sufridos en la transición de la forma de vida
acuática a la terrestre. Desde esta perspectiva, se considera que también
forman parte del campo cardiogénico secundario las células del mesoesófago
ventral en la que se desarrolla la vasculatura pulmonar, que se continúan
anatómicamente con el corazón y que se incorporan al mismo formando la
mayor parte de la pared de la aurícula izquierda. Así, el campo cardiogénico
secundario se ubica durante el período somítico temprano a lo largo del
mesocardio dorsal y tiene dos regiones importantes: a) el área superior o
cefálica o del tracto de salida origina al bulbo cardíaco del que luego derivan el
tracto de salida del corazón y el ventrículo derecho, y b) el área inferior o caudal
o del tracto de entrada y pulmonar, asociada al esbozo pulmonar, originaría
parte importante de la aurícula izquierda. Vale decir, las dos cámaras cardíacas

244. 244
correspondientes al circuito pulmonar. Algunos investigadores sostienen, con
argumentos valederos, que el área caudal del campo cardiogénico secundario
incluye también la población celular proepicárdica asociada al seno venoso
ubicado en el septum transversum (SC La formación de la población pcPE. Su
relación con el campo cardiogénico secundario. Mecanismo de transferencia
celular seno-venoso  CTP en mamíferos) (Fig. SC 5-4-2).
Fig. SC 5-4-2. Representación esquemática de la capacidad citogenética de las
células del campo cardiogénico secundario y su relación con las cavidades
cardíacas. La población proepicárdica integra el campo cardiogénico
secundario. Junto a estas células ingresan células endoteliales de los sinusoides
hepáticos.
3) Una tercera población celular proviene de la cresta neural cardiogénica. Esta
cresta está compuesta por los tres primeros segmentos occipitales que se
encuentran incluidos en la cresta vagal. Ésta está integrada por los 7 primeros
segmentos occipitales. Las células de la cresta neural cardiogénica migran
ventralmente y, siguiendo el trayecto de los arcos aórticos 3º, 4º y 6º ingresan
en el tronco-cono del corazón, migran a través de él por debajo del
subendocardio y se introducen profundamente en el corazón (Fig. SC 5-4-2).
Aportan células que forman transitoriamente parte de las crestas troncoconales
y llegan hasta la porción membranosa del tabique interventricular. Estas células
acompañan la migración de las fibras vagales que ingresan en el corazón y,
además, forman algunas de las neuronas parasimpáticas del corazón. En la
región ascendente de las grandes arterias, aorta y pulmonar, estas células se

245. 245
diferencian en células musculares lisas vasculares de la túnica media (SC 5.7. Las
células de la cresta neural y de la población celular proepicárdica (pcPE) en el
desarrollo del corazón. Su contribución al desarrollo de la vasculatura
coronaria) (Fig. SC 5-4-3).
Fig. SC 5-4-3. Ilustra la relación entre posición de las crestas cardiogénicas, los
arcos aórticos a través de los cuales ingresan en el corazón, las regiones
cardíacas y los tipos celulares que originan.
4) La población celular proepicárdica es una población de células
mesenquimáticas aplanadas que forman parte del mesotelio, el septum
transversum, en el polo venoso del corazón (en el límite con el seno venoso)
(Fig. SC 5-4-2). Estas células invaden la superficie del corazón a modo de una
monocapa de células planas y forman el revestimiento epicárdico del corazón.
Junto con estas células ingresan también células endoteliales que forman el
revestimiento endotelial de los vasos coronarios y el tejido conectivo
perivascular. Muchas de estas células se transforman en las células musculares
lisas de los vasos coronarios, fibroblastos perivasculares o miofibroblastos.
Además aportan una parte importante de mesénquima que luego se diferencia
en el tejido conectivo de la mayor parte del miocardio (SC 5.5 El área cefálica
del campo cardiogénico secundario y sus derivados anatómicos e histológicos).
Numerosas células que cumplen una función similar a éstas ingresan también
en el corazón a partir del mesénquima que rodea el polo arterial del corazón
Bibliografía
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SC 5.5. El área cefálica del campo cardiogénico secundario y sus derivados
anatómicos e histológicos. V. Flores
La placa cardiogénica posee una porción amplia, denominada campo
cardiogénico primario, y una porción más pequeña, de ubicación medial,
aunque bastante variable dependiente de las especies, denominada campo
cardiogénico secundario. Varios estudios de seguimiento de células marcadas
supravitalmente permiten mostrar que el campo primario origina el ventrículo
primitivo (ventrículo izquierdo), el canal auriculoventricular, la aurícula
primitiva (forma parte de las aurículas derecha e izquierda) y los senos venosos
(parte de la aurícula derecha). En el campo cardiogénico secundario se han
descrito dos o tres regiones diferentes, según distintos autores. En principio,
este campo posee dos regiones: una superior o área cefálica y una inferior o
área caudal. Algunos autores incluyen en esta última la población celular
proepicárdica (SC La formación de la población pcPE. Su relación con el campo
cardiogénico secundario. Mecanismo de transferencia celular seno-venoso 
CTP en mamíferos).
Con respecto al área cefálica del campo cardiogénico secundario, diversos
estudios indican que el bulbo cardíaco del corazón tubular primitivo (CTP),
incluyendo sus tres porciones (ventrículo derecho, los conos de salida de los
ventrículos y el tronco arterioso), no derivan del campo primario sino del área
cefálica del campo cardiogénico secundario. Durante la formación del CTP recto
las células del campo secundario de la placa cardiogénica se distribuyen a lo
largo de la zona media del piso de la faringe desde el 1º al 2º arco branquial
(hasta la región caudal del 2º arco), un poco por detrás del extremo cefálico
(tronco de salida) del CTP. Desde esta posición se incorporan luego al CTP
durante el fenómeno denominado torsión en “C”.
En la primera fase de la torsión cardíaca o formación del asa cardíaca (torsión en
“C”), las células del campo cardiogénico secundario, que formarán el bulbo, se
despegan del mesodermo ventral de la faringe y se agregan al extremo cefálico
del CTP o ventrículo primitivo. El bulbo ingresa así en el celoma pericárdico y
desvía la unión bulboventricular hacia la derecha y adelante formando el asa
bulboventricular que constituye precisamente el fenómeno denominado

247. 247
“torsión en “C” (Fig. SC 5-5-1 A). La segunda fase de la torsión, o torsión en “S”,
ocurre más tarde, cuando al extremo caudal del ventrículo primitivo se agrega
la región auricular izquierda (Fig. SC 5-5-1 B). Ésta ingresa en el celoma
pericárdico desplazando hacia la izquierda, hacia arriba y hacia el dorso la zona
de unión auriculoventricular. La formación de la torsión en “S” conduce a la
formación de otros dos surcos en el asa cardíaca: el surco ventriculoauricular,
entre el ventrículo y la futura aurícula derecha, y el surco auriculosinusal, entre
la aurícula izquierda y el seno venoso izquierdo. La figura SC 5-5-1 muestra
cómo la formación de los tres surcos mencionados confieren la forma de “S”
que didácticamente se atribuye al asa cardíaca. Más tarde, toda la región
auricular asciende y se ubican dorsalmente a los ventrículos. Con dichos
cambios concluye la torsión del corazón tubular primitivo.
La formación del tracto de salida del corazón implica el agregado, en forma
sucesiva, de las regiones del bulbo cardíaco, el cono y el tronco al extremo
cefálico del CTP. Estas regiones se agregan al CTP antes de la llegada de una
oleada de células migrantes provenientes de la cresta neural cardiogénica que
también ingresan en el corazón a través de su extremo cefálico y participan de
la histogénesis cardíaca y de los grandes vasos (aorta y pulmonar).

248. 248
Fig. SC 5-5-1. A. Esquema de la torsión cardíaca en vista frontal. A. La
incorporación del campo cardiogénico secundario al CTP produce la torsión en
“C”. B-C. El agregado de la porción correspondiente a la aurícula izquierda
produce la torsión en “S”.
Fig. SC 5-5-2. El miocardio del tracto de salida (bulbo y cono) deriva del
mesodermo esplácnico adyacente al extremo cefálico del CTP recto (Modelo;
Embrión de pollo). A. Diagrama del estado 14. Muestra la ubicación del campo
del tracto de salida secundario (asterisco rojo) que genera el bulbo, el cono y el
tronco. El campo se halla en relación con el segundo arco branquial. En este
estado se inyecta un marcador celular supravital en la región del campo del
tracto de salida secundario. B-F. Se ilustra cómo las células del campo
secundario se van incorporando, como bulbo, cono y tronco, al extremo
cefálico del CTP. Durante dicho proceso el sitio de unión a los arcos aórticos se
corre desde el 1er arco hasta el 4º o 6º arco aórtico. Se indican los tejidos
derivados del CTP recto (CC1º) y los que derivan del campo cardiogénico
secundario (CC2º).
Se considera que, en la especie humana, la zona en la que las paredes
ventriculares se continúan con las arterias aorta y pulmonar constituye una

249. 249
zona de mezcla de poblaciones celulares diferentes que, integradamente, se
encargan de la histogénesis de dicha zona de transición. La musculatura
cardíaca del tracto de salida de los ventrículos es diferente de la del resto del
miocardio. Ello se debería a su diferente origen embrionario. Varios estudios
detallados de los tejidos del corazón, tractos de salida y arterias emergentes del
corazón permiten proponer el modelo de derivados ilustrado en la figura SC 5-
5-3 sobre el posible origen de los tejidos musculares de dicha región en el
hombre.
Fig. SC 5-5-3. Modelo de la morfogénesis e histogénesis del polo arterial (tracto
de salida) del corazón en la especie humana. El campo cardiogénico secundario
(CC2º) genera tejido muscular cardíaco del tracto de salida (celeste) y tejido
muscular liso vascular (rojo) de la capa media de la porción proximal de los
grandes vasos. El tejido muscular liso de la túnica media de la porción distal de
la aorta y sus ramas (ramas del cayado aórtico) derivan de células provenientes
de las crestas neurales cardiogénicas (gris). Se considera que las zonas de
transición o de fusión entre estas diferentes regiones con diferente origen son
zonas de debilidad (flechas) a lo largo de las cuales pueden producirse
dehiscencias de los tejidos.
Las células del campo cardiogénico secundario tienen capacidad de
diferenciarse en miocardiocitos en la región del ventrículo derecho. Sin
embargo, en la región del cono y parte proximal del tronco arterioso también
exhiben capacidad para diferenciarse en células musculares lisas similares a las
de las capas medias de las arterias. Allí participan formando la musculatura de
las regiones proximales, de salida, de las arterias pulmonar y aorta. Las células
musculares lisas de las porciones más distales de estos mismos vasos tienen un

250. 250
origen diferente; resultan de la diferenciación en células musculares lisas
vasculares de las células de la cresta neural cardiogénica. En las zonas de
encuentro entre estas tres regiones con diferente estructura histológica se
hallan zonas anulares de debilidad que suelen ser asiento de disecciones
patológicas de las paredes vasculares, especialmente aórticas.
Algunos autores describen una zona estrecha de mesodermo que circunda al
campo cardiogénico secundario, el mesodermo parafaríngeo, que contribuiría
con células a la región de transición miocárdico-arterial de nacimiento de los
grandes vasos.
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SC 5.6. La influencia de la asimetría derecha-izquierda en la transformación del
CTP recto en asa cardíaca. Comportamientos moleculares involucrados. F.
Angelotti, A. García Roca
La torsión del CTP es la manifestación de la asimetría I-D sobre la morfogénesis
cardíaca (Fig. SC 5-6-1 A-D). Este proceso morfogenético e histogenético se
acompaña de la expresión de varias proteínas que están involucradas en la
instalación estructural de la asimetría.
La torsión del CTP es precedida por la expresión de las proteínas señal Nodal y
Lefty-2 que parecen establecer la asimetría mencionada.
Se sabe que la proteína factor de transcripción Nkx2.5, que forma parte de la
combinatoria cardiogénica de factores de transcripción, regula la expresión de
otros factores de transcripción, como Hand1 y Hand2, que están más
directamente vinculados con la asimetría.
Por un lado, la expresión de los factores de transcripción Hand son necesarios
para un correcto desarrollo de los ventrículos pero, aparte de esto, durante la
progreso de la torsión del CTP, existe una expresión diferencial entre los lados
derecho e izquierdo del CTP. La expresión de Hand1 está restringida al
ventrículo izquierdo y la de Hand2 al ventrículo derecho.

251. 251
Se propone que el factor de transcripción Pitx-2 también participa en la
morfogénesis asimétrica y la torsión, ya que se expresa preferentemente en el
lado izquierdo de la hoja esplácnica del mesodermo lateral. Por otro lado, el
factor de transcripción Pitx-2 también regula la expresión de proteínas de la
matriz extracelular, como la flectina, que son responsables de la resistencia a la
tensión física de las distintas regiones de los tejidos cardíacos en desarrollo (SC
5.8. Un modelo integrado de eventos celulares y moleculares involucrados en la
cardiogénesis).
Asimismo durante la torsión se expresa el factor de transcripción Mef2c
(myocyte enhancer factor 2c). Al parecer, este factor junto con el factor de
transcripción Nkx2.5 también influyen en la expresión de la proteína Xin, que
está involucrada en algunos cambios del citoesqueleto que al parecer son
necesarios para la torsión cardíaca.
Fig. SC 5-6-1. La simetría bilateral de la placa cardiogénica y el desarrollo
asimétrico del corazón. A-B. El campo cardiogénico está compuesto por dos
mitades. Cuando se fusionan, forman un esbozo cardíaco común medial con
simetría bilateral. (A: preparación in toto; B: corte transversal). C-D.
Rápidamente el CTP medial exhibe diferencias entre ambas mitades y se genera
un corazón asimétrico regulado por un solo eje de asimetría I-D que organiza a
ambas mitades (C: preparación in toto; D: corte transversal). E. Experimentos de
microcirugía en los que se separa a las mitades derecha e izquierda muestran
que cada una de ellas tiene su propio eje medio-lateral y que, si no interactúan,
cada uno organiza la morfogénesis sobre la base de su propio eje. Así resultan
dos corazones que son imágenes especulares entre sí.

252. 252
Un hecho curioso relacionado con la asimetría izquierda derecha es que, al
parecer, el campo cardíaco es en realidad un campo resultante de la fusión de
dos campos, uno derecho y uno izquierdo, que naturalmente poseen sus
propias asimetrías representadas por los ejes medio- laterales derecho e
izquierdo. Así, el campo cardiogénico completo, correspondiente a la placa
cardiogénica, podría poseer un comportamiento de desarrollo simétrico y
resultar una organización con simetría bilateral. El desarrollo de los campos
cardiogénicos primario y secundario, sin embargo, lleva a la formación de un
corazón asimétrico debido al modo asimétrico como se produce la torsión
cardíaca. Al parecer, la asimetría que expresa la placa cardiogénica durante la
cardiogénesis se instala ya durante la gastrulación y se explica por la expresión
asimétrica de dos vías de señalización determinanantes-de-lado derecho e
izquierdo. En algunas especies, como en el embrión de pollo, el primer indicio
de esta asimetría parece ser la aparición de la población celular epicardiogénica
sólo en el lado derecho del seno venoso (SC 5.6. La influencia de la asimetría
derecha-izquierda en la transformación del CTP recto en asa cardíaca.
Comportamientos moleculares involucrados; SC La formación de la pcPE en el
embrión de pollo y la asimetría de los campos cardiogénicos primario y
secundario).
Que las mitades derecha e izquierda del campo cardiogénico son entidades
asimétricas debido a la orientación especular de sus ejes medio-laterales se
constata en experiencias de microcirugía en las que se impide que ambas
mitades se fusionen y formen un único sistema de desarrollo integrado. En
tales circunstancias, ambas mitades evolucionan independientemente y cada
una de ellas genera un tubo endocárdico que, por sí solo, se comporta como un
CTP que, a continuación, realiza la torsión y se transforma en un asa cardíaca.
Este proceso lleva a la generación de una malformación, corazones duplicados,
en la que ambos CTP poseen una organización especular respecto del otro (Fig.
SC 5-6-1 E). Esto se debe a que cada mitad tiene impreso su propio eje medio-
lateral. Sin embargo, cuando ambos se fusionan, como ocurre normalmente,
uno de los ejes predomina sobre el otro y el corazón resultante es asimétrico.
En la mayor parte de los casos predomina una asimetría que hace que el
corazón ocupe la región izquierda del tórax. A veces, sin embargo, predomina
la asimetría opuesta y se generan situaciones como la dextrocardia. Un cuadro
más grave de esta alteración en la instalación de la asimetría I-D ocurre en el
situs inversus en el que corazón, pulmón y tubo digestivo sufren una
organización especular a la normal.
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SC 5.7. Las células de la cresta neural y de la población celular proepicárdica
(pcPE) en el desarrollo del corazón. Su contribución al desarrollo de la
vasculatura coronaria. F. Angelotti, A. García Roca
Luego que se ha formado el CTP se inicia su torsión. Durante este proceso,
células extracardíacas ingresan en él y participan de la morfogénesis y, sobre
todo, de la histogénesis cardíaca. Las células extracardíacas tiene dos orígenes
principales: la cresta neural cardiogénica (segmentos cardiogénicos de la cresta
neural vagal) y la población celular proepicárdica (pcPE). Estas células provienen
de la serosa que cubre el septum transversum y el seno venoso. Las células de la
pcPE ingresan en el CTP migrando a través de puentes celulares ricos en matriz
extracelular que se adhieren al CTP y luego migran, como una monocapa, sobre
su superficie externa.
Otra población celular, las células de la cresta neural (CN), migran hacia el
esbozo cardíaco en etapas más tempranas de su desarrollo a través del
mesénquima de los arcos branquiales en dirección hacia el mesocardio dorsal y
luego ingresan a través del mesénquima que rodea a los arcos aórticos. Estas
células provienen de la CN craneal y troncal, correspondiente a los niveles
segmentarios 1 a 3, superponiéndose con la CN vagal. Esta región de la cresta
neural es denominada “cresta neural cardiogénica” no porque migren
exclusivamente al corazón, sino porque muchas de ellas se incorporan al
corazón y son necesarias para su desarrollo. La extirpación experimental de esta
población celular produce alteraciones variadas en varios órganos que se
forman en la región branquial: aplasia o hipoplasia del timo, y de las glándulas
paratiroides y tiroides, alteraciones faciales y malformaciones del tracto de
salida (fenotipo DiGeorge y velocardiofacial). Las células de la CN cardiogénica
también se incorporan al endotelio de los arcos aórticos y el tabique
aorticopulmonar.
La pcPE está compuesta por células mesoteliales con alta actividad proliferativa
y con capacidad migratoria. Las células del epitelio miocardiocitogénico del CTP
segregarían factores quimiotácticos para la pcPE. Ello les permite invadir la
superficie del corazón formando el epicardio. Entre el epicardio y el epitelio
miocardiocitogénico existe un espacio delgado a lo largo del cual migran:

254. 254
células de la cresta neural, células endoteliales provenientes del esbozo
hepático o senos venosos y otras no identificadas.
Luego que la pcPE cubre, como una monocapa confluente, la superficie
“epicárdica” del corazón, algunas de sus células sufren una T e-m y pasan al
espacio subepicárdico. Estas células son genéricamente denominadas como
células derivadas del epicardio o Epdc (Epicardial-derived cells). Las Epdc, junto
a otras células de ubicación subepicárdica provenientes de la pcPE, invaden, en
profundidad, en oleadas sucesivas, la pared muscular cardíaca, las almohadillas
endocárdicas y el subendocardio. La T e-m de las Epdc está precedida por la
expresión de los factores de transcripción Gata y Fog-2 (friend of Gata) en los
miocardiocitos y de los factores de transcripción Ets1 y 2 en las Epdc y las células
provenientes de la pcPE.
Algunas investigaciones recientes indican que las células endoteliales de los
vasos coronarios derivan de células que ingresan con la pcPE. Inicialmente, los
vasos coronarios primitivos se hallan comunicados sólo con el seno venoso y,
por lo tanto, el flujo sanguíneo depende de éste. Más tarde se establece la
comunicación con la aorta y el sentido de la circulación se invierte y acelera. Se
postula que la demanda de oxígeno miocárdica, por medio de factores
inducibles por hipoxia (Hif-1α), y el factor de crecimiento vascular endotelial
(Vegf) regulan estos procesos, aunque no se sabe qué factores guían a las
células a generar los orificios arteriales que comunican con la aorta. Se sabe
que una de las últimas oleadas, en profundidad, de las células de la pcPE ocurre
en la zona de la unión atrioventricular y se relaciona con la formación de los
orificios arteriales en los senos de Valsalva. Las células epicárdicas que invaden
esta zona generan la musculatura lisa de las arterias coronarias y fibroblastos
adventiciales de dicha región.
Como se mencionó, el espacio subepicárdico es utilizado en el polo venoso
para la migración de células endoteliales de la microvasculatura del esbozo
hepático y del seno venoso. Estas células luego invaden el miocardio y originan
fibroblastos intersticiales, plexos vasculares entre los cardiomiocitos, y las
últimas establecen la comunicación con las arterias. Células derivadas del
epicardio también invaden las almohadillas endocárdicas, se diferencian en
fibroblastos y participan de la formación de la trama fibrosa que forma
esqueleto de válvulas y valvas.
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controlling the coupled development of myocardium and coronary vasculature.
Clin Sci (Lond) 111(1):35-46.
SC 5.8. Un modelo integrado de eventos celulares y moleculares involucrados en
la cardiogénesis. V. Flores
Existen varios modelos de cascadas de eventos que conducen a la
cardiogénesis. La figura SC 5-8-1 muestra una cascada de eventos en la que se
integra información, proveniente de varios modelos, sobre factores que
participan en la cardiogénesis.
1) Existen indicios de que algunos fenómenos involucrados en la cardiogénesis
se inician ya en la etapa pregastrular. Así, se han publicado datos que indican
que ya en el epiblasto es posible identificar clones de células que expresan
algunas proteínas que se consideran marcadores de futuras células
endocardiogénicas y miocardiocitogénicas.
2) Durante la gastrulación, las células precursoras arriba mencionadas se
desplazan a la zona cefálica del mesodermo lateral que corresponde a la placa
cardiogénica. En esta etapa, los principales eventos se refieren a la
especificación, localización y modelación del campo cardiogénico que depende
de la distribución espacial de vías de señalización procardiogénicas y
anticardiogénicas. Durante este proceso se genera un campo cardiogénico
primitivo (SC 5.2. La determinación de la placa o campo cardiogénico.
Comportamientos celulares y moleculares involucrados). Según este modelo,
las señales cardiogénicas (Bmp, Fgf, Cerberus, Nodal y otras) participan en la
determinación de las células del mesodermo esplácnico en un mesodermo
cardiogénico.
3) La especificación y/o determinación en sentido cardiogénico se asocia a la
expresión de una combinatoria miocardiogénica de proteínas factores de
transcripción entre los cuales están incluidos algunos como Gata4, Nkx2.5, y
otros específicamente miocardiogénicos como Mef2c (myocyte-specific
enhancer factor 2c), etcétera.
4) A esta combinatoria miocardiogénica de factores de transcripción le sigue
una cascada genética de diferenciación en sentido miocárdico. La activación de
la cascada genética de diferenciación cardiogénica se manifiesta por la síntesis

256. 256
de algunas proteínas específicas de tipo celular miocárdico. Para este momento
el corazón se encontraría en el estado de CTP recto.
5) Simultáneamente o, a continuación, se expresa una variedad de factores que
regulan fenómenos morfogenéticos tales como los que llevan a la pérdida de la
simetría bilateral y la formación del asa cardíaca. Entre tales factores se cuentan
proteínas de adhesión celular como las N-cadherinas, los factores de
transcripción Hand 2 y Hand1, Pitx-2 y otros que, de un modo no dilucidado,
participan en la torsión del CTP y la instalación del carácter derecho o izquierdo
de las cámaras cardíacas. Algunos de esos factores reguladores actuarían a
través de moléculas identificadas como efectoras de algunos de dichos cambios
como la proteína intracelular Xin, que integra los complejos de adhesión
intercelular y, junto con la vinculina y catenina, se halla involucrada en la
torsión del CTP, y la proteína de la matriz extracelular flectina. Esta proteína
influiría en la torsión en “C” depositándose diferencialmente a la derecha e
izquierda de los surcos que se forman entre las regiones del CTP (SC 5.6. La
influencia de la asimetría derecha-izquierda en la transformación del CTP recto
en asa cardíaca. Comportamientos moleculares involucrados). Algunos
reguladores morfogenéticos como la proteína factor de transcripción Hand-2
también participan en la torsión cardíaca y en el proceso de tabicamiento
cardíaco.

257. 257
Fig. SC 5-8-1. Modelo de la cascada de eventos involucrados en la
cardiogénesis. El cuadro incluye diferentes tipos de factores (señales,
receptores, factores de transcripción, etc.) que participan en diferentes etapas
de la cardiogénesis, desde la especificación y determinación, la morfogénesis e
histogénesis, la torsión del asa cardíaca, la formación de las cavidades derechas
e izquierdas y su tabicamiento.
Con respecto a los CCD que operan durante la cardiogénesis, es de destacar
que la complejidad de las interacciones intercelulares aumenta en función del
tiempo según se van agregando al corazón en desarrollo las poblaciones
celulares extracardíacas que participan en la morfogénesis e histogénesis
cardíaca (histogénesis del miocardio, formación de los tabiques, formación del
sistema de conducción, la formación del epicardio y angiogénesis coronaria)
(SC 5.4. El origen múltiple de las poblaciones celulares que intervienen en la
cardiogénesis).
6) Finalmente, en la diferenciación de las características citogenéticas e
histogenéticas propias de las diversas regiones cardíacas (aurículas, ventrículos,
conductos auriculoventriculares, válvulas, haces de conducción, tractos de
salida y grandes arterias, etc.) existen muchas particularidades que explican las
diferencias regionales. Estas particularidades, naturalmente, dependen de
diferencias en el nivel molecular del fenotipo. En ocasiones, cuando se
comparan diferentes regiones, aun cuando posean características citológicas
muy similares, expresan formas moleculares diferentes de ciertas proteínas
específicas del corazón como, por ejemplo, diferentes tipos de miosinas y otras
proteínas estructurales del miocardiocito (Fig. SC 5-8-2).
Fig. SC 5-8-2. La determinación en sentido auricular y ventricular precede a la
citodiferenciación y las diferencias histogenéticas entre las cavidades
auriculares y ventriculares y las sistémicas y pulmonares. Los miocardiocitos
auriculares y ventriculares expresan diferentes tipos de miosina. A. La tinción

258. 258
específica para diferentes miosinas revela que ya durante la formación del CTP
recto empieza la expresión diferencial de ambas. La expresión se superpone en
la zona atrioventricular. B. Luego de la torsión se produce un refinamiento de la
expresión y se delimitan con mayor precisión las regiones que expresan
diferentes miosinas. La miosina auricular se expresa en el tracto de entrada y en
las aurículas definitivas. La miosina ventricular se restringe a los ventrículos. La
región del tronco arterioso que se está diferenciando en porción proximal de
aorta y pulmonar no expresa ninguna de ambas.
Bibliografía
Xavier-Neto J, Neville CM, Shapiro MD, Houghton L, Wang GF, Nikovits W Jr,
Stockdale FE, Rosenthal N. (1999). A retinoic acid-inducible transgenic marker
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Evans SM, Yelon D, Conlon FL, Kirby ML. (2010). Myocardial lineage
development. Circ Res 107(12):1428-44.

259. 259

260. 260
SC 6.1. Funciones de desarrollo de la proliferación celular y la muerte celular
programada durante las fases sólida y de recanalización del tubo digestivo. M.P.
Bidondo, V. Flores
SC 6.2. El tabicamiento de la cloaca como resultado de crecimiento diferencial.
M.P. Bidondo, V. Flores
SC 6.3. Efectos de desarrollo de las interacciones epitelio-mesenquimáticas en el
desarrollo del tubo digestivo. V. Flores, M.P. Bidondo
SC 6.4. Patrón de migración de las células precursoras de neuronas
parasimpáticas en el tubo digestivo. M.P. Bidondo, V. Flores
SC 6.5. La derivación de los linajes celulares que integran el parénquima
pulmonar a partir del componente epitelial endodérmico del esbozo pulmonar.
La organización del proceso a lo largo del eje próximo-distal. V. Flores
SC 6.6. Patterning del tubo digestivo I: la regionalización céfalo-caudal del tubo
digestivo I. M.P. Bidondo, V. Flores
SC 6.7. Patterning del tubo digestivo II: la compartimentalización dorsoventral.
M.P. Bidondo, V. Flores
SC 6.8. Patterning del tubo digestivo III: la asimetría izquierda-derecha. V. Flores,
M.P. Bidondo
SC 6.9. Patterning del tubo digestivo IV: la organización de la diferenciación
celular a lo largo del eje radial. M.P. Bidondo, V. Flores
SC 6.10. Las malformaciones traqueoesofágicos son resultado de alteraciones en
el patterning dorsoventral del intestino primitivo anterior. M.P. Bidondo, V.
Flores
SC 6.1. Funciones de desarrollo de la proliferación celular y la muerte celular
programada durante las fases sólida y de recanalización del tubo digestivo. M.P.
Bidondo, V. Flores

261. 261
Ya en 1900 Tandler describió la obliteración de la luz duodenal por la
estratificación del epitelio. Definió la existencia de una fase sólida, maciza o
cordonal, seguida de una fase de recanalización por vacuolización (formación
de pequeñas cavidades confluentes). Las fallas en estos dos procesos fueron
consideradas como patogenia de estenosis, atresias y duplicaciones
duodenales. En la interpretación clásica, el proceso se realiza a través de fases
resultantes de la operación de dos CCD en particular: en una 1ª fase, un
aumento en la proliferación celular epitelial oblitera la luz; en una 2ª fase, un
aumento en la muerte celular programada genera espacios libres o vacuolas;
en una 3ª fase, de coalescencia de las cavidades, se produce la recanalización
de la cavidad y aparición de vellosidades.
Fig. SC 6-1-1. Cambios histogenéticos descritos durante el desarrollo del
duodeno humano. A-B. Estrechamiento de la luz hasta la forma semilunar.
(Estados Carnegie 13-15). C-D. Fases de oclusión y vacuolización en la porción
media (Estados Carnegie 16-17) e inferior (Estados Carnegie 18-19); en el tercio

262. 262
superior no existe fase de oclusión. E-G. Fase de coalescencia de cavidades
primarias y formación de cavidades secundarias más amplias. H-I.
Recanalización y formación de vellosidades primarias. (Modificada de
Matsumoto y cols., 2002).
Fig. SC 6-1-2. El gráfico ilustra el progreso, en función del estado de desarrollo,
de las etapas mencionadas en las regiones céfalica, media y caudal del
duodeno humano. Puede observarse que los estados progresan de acuerdo
con un gradiente temporoespacial céfalo-caudal. La región cefálica no posee
fase de oclusión. En las tres regiones la recanalización ocurre simultáneamente
con la fase de formación de vellosidades.
Este proceso ha sido estudiado en los tercios superior medio y distal del
duodeno de embriones humanos (del 30º al 52º día; estados 13 al 23 del
Carnegie Institute) registrando la sucesión temporoespacial de los 5 estados
histogenéticos incluidos en la histogénesis duodenal: 1) estrechamiento de la
luz, 2) oclusión (obliteración completa), 3) vacuolización, 4) recanalización de la
luz y 5) formación de vellosidades. La figura SC 6-1-1A-H muestra todos esos
estados histogenéticos. La figura SC 6-1-2 muestra el progreso, en función del
estado de desarrollo, de las etapas mencionadas en cada una de las regiones
duodenales estudiadas y revela que: a) los estados progresan de acuerdo con
un gradiente temporoespacial céfalo-caudal, b) la primera porción del
duodeno no se ocluye completamente y c) la recanalización y formación de
vellosidades ocurren simultáneamente.
Diversos estudios cuantitativos sobre la densidad de células en proliferación y
células apoptóticas en cada una de estas etapas y en cada una de estas
regiones indican que durante el período de oclusión de la luz no existe un

263. 263
aumento de la proliferación en ninguna de las regiones estudiadas. Por otro
lado, la proliferación aumenta luego de la fase maciza; cuando se inicia la
vacuolización, recanallización y formación de vellosidades. Durante esta fase
también aumenta el calibre del órgano. Por otro lado, la recanalización no se
acompaña de aumento en la muerte celular. Este parámetro es fluctuante y no
supera la tasa de muerte de las fases previas. En consecuencia, no son la
proliferación y la muerte los CCD responsables de producir las fases sólida y de
recanalización, respectivamente.
El fenómeno más importante en ambos procesos parece ser un
reordenamiento de las células epiteliales en el plano del epitelio (Fig. SC 6-1-1
A-H). Este proceso lleva a una estratificación y oclusión de la luz: 1) el sitio de
máxima acumulación de células epiteliales, y consiguiente engrosamiento, es la
zona adyacente al mesoduodeno dorsal. De ahí la forma semilunar de la luz
durante la fase de estrechamiento; 2) durante la oclusión total, las células
centrales pierden su polaridad epitelial en tanto que las periféricas conservan
su dominio basal y mantienen la regularidad epitelial; 3) por último, en la fase
de recanalización, las células se redistribuyen intercalándose y posibilitando la
elongación del sector.
La muerte celular parece tener una función morfogenética durante la
formación de vellosidades. Los sitios en los que aparecen las cavidades
intraepiteliales se relacionan típicamente con sitios en los que el mesénquima
crece en dirección hacia la luz. Este crecimiento centrípeto del mesénquima
genera pliegues en el epitelio a partir de los cuales luego se modelan las
vellosidades (puntas de flecha en figura SC 6-1-1 G y H). Así, el proceso de
recanalización no implica sólo adquisición de la luz sino principalmente una
modelación de la mucosa de modo que, al mismo tiempo que se recanaliza, se
genera la morfología típica de la mucosa de cada región del tubo digestivo.
Bibliografía
Matsumoto A, Hashimoto K, Yoshioka T, Otani H. (2002). Occlusion and
subsequent re-canalization in early duodenal development of human embryos:
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Gumucio DL. (2011). Cell dynamics in fetal intestinal epithelium: implications
for intestinal growth and morphogenesis. Development 138: 4423-32.
SC 6.2. El tabicamiento de la cloaca como resultado de crecimiento diferencial.
M.P. Bidondo, V. Flores

264. 264
El interés en comprender el tabicamiento de la cloaca se debe a su alta tasa de
alteraciones fenotípicas y se remonta a principios del siglo xix. Las descripciones
clásicas explican el tabicamiento de la cloaca como el crecimiento en sentido
caudal (descendente) del tabique urorrectal: este tabique mesenquimático,
recubierto por el endodermo, crecería en dirección a la membrana cloacal y se
fusiona con ella. Otra interpretación propone la formación de dos tabiques
laterales que se unen en la línea media en sentido descendente. Finalmente,
otra reúne las dos interpretaciones y lo explica como resultado del crecimiento
de los tres tabiques mencionados.
Numerosos datos provenientes de la cirugía correctiva, la neonatología, la
histopatología y de la experimentación en mamíferos ponen de manifiesto un
proceso más elaborado y permiten una explicación diferente. En embriones
humanos no existen tabiques laterales. El mesénquima que separa el seno
vesicourogenital del seno rectal proviene del ángulo entre el alantaoides y el
intestino posterior. Dicha zona está ocupada por a) mesénquima somático
extraembrionario (del pedículo de fijación), b) mesénquima visceral (del
intestino posterior) y c) mesénquima derivado de la zona inferior de la placoda
corporal ectodémica o anillo ectodérmico umbilical que por invaginación se
introducen en el mesénquima. Para detalles véase Normal and abnormal
embryonic development of the anorectum in human embryos (Nievelstein R,
1998).
El desarrollo de la cloaca involucra cambios morfológicos y de posición
resultantes del crecimiento diferencial global del embrión y del crecimiento
diferencial regional (región umbilical y apéndice caudal). Este crecimiento
diferencial se aprecia en los siguientes hechos:
a) en el período sómítico temprano, vista lateralmente, la cloaca posee
contorno triangular y la membrana cloacal tiene una posición paralela al eje
longitudinal del intestino posterior (Fig. SC 6-2-1 A-E).
b) Con la formación del tubérculo genital y de la pared abdominal
infraumbilical, la cloaca adquiere un contorno más rectangular.
c) La regresión del apéndice caudal y el consiguiente enderezamiento de la
curvatura acompañan la adquisición del aspecto rectangular de la cloaca.
Debido a estos crecimientos diferenciales, la membrana cloacal, desde la 6ª SD
en adelante, pasa gradualmente a adquirir una posición perpendicular al eje
longitudinal del intestino posterior (Fig. SC 6-2-1 F-G).

265. 265
d) A continuación se produce la disgregación de la membrana cloacal, por
muerte celular programada, sin que ella tome contacto con el tabique
urorrectal. Finalmente,
e) el epitelio del extremo caudal de la cloaca, inmediatamente por encima del
sitio donde se insertaba la membrana cloacal, prolifera, se engruesa, la luz se
ocluye transitoriamente, pasa por una fase maciza y luego se recanaliza. Los
cambios de posición y tamaños relativos asociados a los procesos descritos
generan la impresión de que el septum urorrectal desciende en dirección a la
membrana cloacal y contacta con ella dividiendo la cloaca en dos
compartimentos .
Fig. SC 6-2-1. Representación esquemática, en vista lateral izquierda, del
proceso morfogenético de tabicamiento de la cloaca y formación de los senos
rectal y vesicourogenital. En el ángulo que se forma entre el alantoides y el
intestino posterior confluyen las poblaciones mesenquimáticas que forman el
tabique urorrectal. La membrana cloacal pasa de poseer una posición paralela
al eje longitudinal del intestino posterior a tener una posición perpendicular a
él

266. 266
Bibliografía
Beck F. (2002). Homeobox genes in gut development. Gut 51;450-4.
Nievelstein RA, Van der Werff JF, Verbeek FJ, Valk J, Vermeij-Keers C. (1988).
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embryos. Teratology 57(2):70-8.
SC 6.3. Efectos de desarrollo de las interacciones epitelio-mesenquimáticas en el
desarrollo del tubo digestivo. V. Flores, M.P. Bidondo
En general, los órganos de origen esplacnopleural poseen parénquima epitelial
derivado del endodermo y estroma conectivo derivado del mesénquima
visceral. El desarrollo de estos órganos, como el de todo el tubo digestivo,
resulta de cascadas de Int e-m entre ambas poblaciones celulares.
Los papeles (emisor o receptor de señales; determinante o competente, etc.)
que desempeñan el epitelio y el mesénquima en cada una de tales Int e-m
varían en función de los órganos y las etapas de desarrollo. En la ejecución de
algunos eventos, el epitelio es instructivo y el mesénquima competente. En
otros eventos, los papeles pueden invertirse.
Existen tipos diferentes de Int e-m a juzgar por los efectos de desarrollo que
producen: a) fenómenos tróficos o de sobrevida mediados por factores de
crecimiento que estimulan las funciones vitales y evitan ingresar en vías
apoptóticas; b) fenómenos directivos, instructivos o determinantes que
participan en la génesis de los esbozos; c) fenómenos permisivos que
intervienen en los procesos de diferenciación; d) estímulos proliferativos
mediados por la síntesis de factores de crecimiento; e) efectos morfogenéticos
y de mantenimiento del estado de diferenciación terminal del parénquima
epitelial; f) control de la organización espacial del órgano (patrón espacial de
ramificaciones o patrón morfogenético de las mucosas). Ejemplificaremos cada
uno de estos tipos de Int e-m.
a) El mesénquima estimula las funciones vitales de las células epiteliales. Éstas
son importantes para el mantenimiento y desarrollo de los esbozos. Extractos
de embriones enriquecidos en componentes mesenquimáticos pueden
reemplazar algunos efectos del mesénquima. Es probable se trate de efectos
mediados por factores de crecimiento y/o componentes de la matriz
extracelular. Existen ejemplos de esbozos en los que el aislamiento del epitelio
respecto del mesénquima produce la degeneración o la muerte. En el caso de
estructuras epiteliales macizas transitorias, las células que ocupan regiones
centrales pierden su contacto con el mesénquima y pasado cierto tiempo
ingresan en la vía de la apoptosis. El mesénquima es fuente de muchas

267. 267
sustancias que actúan como señales que garantizan la vitalidad de las células y
otras que evitan que las células entren en apoptosis.
b) Existen ejemplos de formación de esbozos en los que la señal determinante
proviene del mesénquima y el endodermo actúa como población competente.
Estos fenómenos instalan las diferencias entre distintas regiones del tubo
digestivo. Clásicamente se considera que corresponde al mesénquima
especificar las características regionales del tubo digestivo y de cada órgano
anexo. Como ejemplo, si el endodermo de la región pancreática es disociado de
su mesénquima, antes de la constitución del esbozo pancreático, y es asociado
con mesénquima de otra región, en lugar de desarrollar un páncreas, adquiere
las características de la región de donde procede el mesénquima. Estos
ejemplos ilustran el papel determinante del mesénquima visceral.
c) La determinación de un esbozo no garantiza la completitud de su desarrollo
(SC 0.5. El concepto de determinación. Potencia y significado evolutivos; SC
0.6.Concepto de acción celular determinante (A c-c D).). La reprogramación de
la información genética sufrida por las células de un esbozo en el momento de
su determinación no habilita toda la información necesaria para el desarrollo
ulterior. En general, en la determinación sólo se seleccionan conjuntos de
genes que actuarán en la etapa siguiente inmediata. El desarrollo ulterior
habitualmente está regido por fenómenos interactivos permisivos que
favorecen avances parciales de la diferenciación (SC 0.8. El perfil evolutivo del
grado de diferenciación celular. El papel de las acciones celulares permisivas). El
fenómeno de determinación por el que se constituye un esbozo en general es
seguido por otros fenómenos de determinación que van de lo general a lo
particular. Cada una de estas determinaciones son seguidas de sus
correspondientes fases permisivas y correspondientes avances parciales en la
diferenciación. La mayor parte de las interacciones que participan en procesos
de morfogénesis e histogénesis y también en el mantenimiento del estado de
diferenciación terminal son permisivas. Existen ejemplos que ponen de
manifiesto la importancia de las interacciones permisivas. Algunos esbozos sólo
pueden continuar su desarrollo en asociación con el mesénquima
determinante. El grado de especificidad de las interacciones permisivas varía
entre diferentes esbozos.
d) La proliferación celular produce un aumento en el número de células de una
población y, ejecutada diferencialmente y asociada a cambios de forma o de
adhesividad celular, tiene varios efectos morfogenéticos. El tamaño y la forma
de los órganos son dependientes de las tasas de proliferación que exhiben
durante el desarrollo. El tamaño es función del número de células y éste

268. 268
depende del número de ciclos celulares cumplidos durante el desarrollo. El
número medio de células de un órgano es el resultado del balance entre
procesos contrapuestos de proliferación y muerte celular y, en el caso de
órganos de parénquima epitelial, ambos procesos dependen de señales del
mesénquima (factores mitogénicos, factores de crecimiento, factores de
sobrevida, etc.). La influencia del mesénquima sobre la proliferación del epitelio
se pone de manifiesto en experiencias de disociación y reasociación de
endodermo y mesénquima. El epitelio separado del mesénquima o puesto en
contacto con diferentes tipos de mesénquima muestra cambios significativos
en la incorporación de timidina.
e) Establecida la especificidad de órgano, o de región, las células epiteliales
pueden tener varías vías posibles de diferenciación. En el epitelio intestinal hay
enterocitos, células enteroendocrinas, caliciformes y de Paneth, etc. En general,
el mesénquima tiene un papel en la diferenciación y en el mantenimiento del
estado de diferenciación terminal del epitelio. Estos efectos del mesénquima
también se revelan en situaciones de disociación de endodermo y mesénquima.
Aislado del mesénquima, el epitelio pierde las características de diferenciación
parcial o terminal. Las células epiteliales pueden volver a organizarse como
epitelio, si son reasociadas con su mesénquima original. Estos efectos están
mediados por fenómenos interactivos recíprocos entre ambas poblaciones.
f) El mesénquima desempeña un papel central en la organización espacial del
órgano, el patrón espacial de ramificaciones o patrón morfogenético de las
mucosas, etc. (SC El papel morfogenético del mesénquima. La remodelación
regulada de la matriz extracelular como mecanismo de control del patrón de
ramificaciones de un órgano epitelial).
Bibliografía
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SC 6.4. Patrón de migración de las células precursoras de neuronas
parasimpáticas en el tubo digestivo. M.P. Bidondo, V. Flores
En 1921 J.N. Langley describió el sistema nervioso entérico (SNE) como una
parte del sistema nervioso autónomo. Se trata de un conjunto de plexos
interconectados que asientan en la pared, a lo largo de las diversas regiones del

269. 269
tubo digestivo (plexos murales) y en los mesos (plexos extramurales). Los plexos
murales se ubican preferentemente en la capa submucosa (plexo submucoso de
Meissner) y entre las capas circular y longitudinal de la muscular (plexo
mientérico de Auerbach). Estos plexos se forman durante la histogénesis del
tejido muscular del tubo digestivo (SC La unidad motora peristáltica. Cuadro
cronológico sobre su diferenciación). El SNE regula la motilidad, secreción,
absorción, flujo sanguíneo, etc. e integra un sistema neuroendocrino-
inmunitario en el aparato digestivo.
Debido a que el SNE dispone de sus propias neuronas receptoras, neuronas de
asociación y neuronas efectoras excitatorias e inhibitorias, es capaz de originar
respuestas locales de un modo reflejo aun en ausencia de conexión con SNC.
El SNE se origina a partir de dos poblaciones celulares precursoras específicas: la
cresta neural vagal correspondiente a los niveles segmentarios occipitales
(segmentos 1-7) y la cresta neural sacra correspondiente a los niveles desde 28
en sentido caudal. Esto no significa que las células de dichos segmentos estén
determinadas a formar neuronas para el SNE.
Varios experimentos de trasplante de células de la cresta vagal a la región
troncal y de células de la cresta troncal a la cresta vagal muestran que estas
células no están determinadas en el momento de su formación. En ambos
casos, las células exhiben un comportamiento de desarrollo acorde con el lugar
al que son trasplantadas. Ello indica que los medioambientes en los que las
células son puestas y/o aquellos a través de los cuales migran, y/o las
interacciones que realizan en los sitios que colonizan son los determinantes y/o
permisivos. Resultados similares se obtienen en trasplantes celulares recíprocos
entre células de la cresta sacra y células de la cresta troncal.
Un ejemplo ilustrativo de la importancia del ambiente sobre la sobrevida y la
diferenciación de las células precursoras del SNE lo ofrecen los componentes de
la matriz extracelular a través de la cual migran. Tanto la población vagal como
la sacra expresan la proteína receptor transmembrana Ret. Los componentes de
la matriz celular a través de la cual migran se unen a dicho receptor activando
una vía de señalización que, por un lado, mantiene la población y, por otro,
actúa permisivamente en la diferenciación en sentido de SNE.
El desarrollo del SNE procede a través de dos fases citogenéticas: a) la primera
fase es de migración y colonización de los mesos y la pared del tubo digestivo
(4ª a 7ª SD) y b) la segunda fase es específicamente histogenética o de
formación de los plexos (7ª SD en adelante).

270. 270
Durante la etapa de migración y colonización, la población vagal invade
primero el mesénquima de los arcos branquiales y en la 4ª SD ya se introduce
en la esplacnopleura del intestino anterior. De ahí en más, la migración
continúa en sentido caudal invadiendo todo el tubo digestivo al final de la 7ª
SD. En la migración de las crestas neurales participan fenómenos de haptotaxis
y de presión de población. El primero parece ser más importante como factor
director de los desplazamientos ya que la inyección de una pequeña cantidad
de células de la cresta neural vagal en el estómago de un tubo digestivo
aganglionar permite ver que las células migran en sentido caudal aun sin el
efecto de la presión de población.
La población sacra en una primera fase sólo posee distribución extramural, luego
invade también el intestino posterior en forma ascendente. Si bien al principio
ocupan difusamente toda la región infraumbilical, finalmente quedan
localizadas sólo a la porción final del intestino posterior. Sólo el 17 % de las
neuronas del SNE se originan en la cresta neural sacra.
La etapa de formación de plexos es simultánea con la diferenciación de la
musculatura lisa del tubo digestivo. Si bien la miogénesis no depende del
desarrollo de los plexos nerviosos y de la inervación, ambos procesos se
producen sincrónicamente. Con respecto a la regulación de la peristalsis, cuatro
tipos celulares, dos originados en las crestas neurales y dos originados en el
propio mesénquima visceral, interactúan y conforman la unidad motora
peristáltica (véase SC La unidad motora peristáltica. Cuadro cronológico sobre
su diferenciación). Varios estudios de inmunomarcación con anti-cKit (para
células intersticiales de Cajal, anti-α-actina (para célula muscular lisa), anti-
PGP9.5 (para neuronas) y anti-S100 (para glía) han permitido seguir la
evolución de estos linajes celulares, analizar la cronología de su diferenciación,
su organización espacial y la elaboración de la unidad motora peristáltica. En el
embrión humano, éstas se estructuran entre la 7ª y 20ª SD período durante el
cual simultáneamente se diferencian las capas musculares interna y externa, la
muscular de la mucosa y los plexos del SNE.
En la 7ª SD se inicia la diferenciación de las células intersticiales. Se diferencian
en miofibroblastos fusiformes a partir de células del mesénquima visceral.
Debido a ello sólo aparecen en la porción de tubo digestivo de origen
esplacnopleural (intestino primitivo). Estas células generan varias
prolongaciones que, por un lado, entran en contacto con varicosidades
(terminales) de axones del SNE y, por otro, contactan y elaboran uniones nexo
con otras células, también originadas en el mesénquima visceral, que se
diferencian en músculo liso. Las células intersticiales se diferencian en células

271. 271
especializadas ramificadas que operan como marcapasos para la peristalsis.
Generan impulsos eléctricos y lo propagan a través de los contactos de sus
ramificaciones en forma de ondas desde la unión faringoesofágica hasta el
esfínter anal interno. Las células intersticiales se diferencian en contigüidad con
células de las crestas neurales aunque tal relación no parece ser indispensable
pues también están presentes en intestinos aganglionares. Dicha relación al
menos condiciona su distribución espacial; en la 7ª SD se encuentran en
relación con las neuronas en diferenciación y posteriormente se ubican
periféricamente a los plexos.
Bibliografía
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SC 6.5. La derivación de los linajes celulares que integran el parénquima
pulmonar a partir del componente epitelial endodérmico del esbozo pulmonar.
La organización del proceso a lo largo del eje próximo-distal. V. Flores

272. 272
Corregir pseudoglandular => seudoglandular
Fig. SC 6-5-1. Modelo de derivación de tipos celulares del parénquima
pulmonar a partir del endodermo de los esbozos broncopulmonares. A.
Representación esquemática del árbol de derivaciones. B. Representación
gráfica del modo como se organiza en el espacio el proceso de derivación
ilustrado en A. Se incluyen los estados (asociados al transcurso del tiempo) y la
ubicación espacial de las células a lo largo del eje próximo-distal del órgano. Se
indican algunas de las vías de señalización y de los factores de transcripción
que participan del proceso.
Los esbozos broncopulmonares están compuestos por dos componentes: a) un
componente epitelial que origina los tejidos que integran el parénquima y b)
un componente mesenquimático que genera el estroma del órgano.

273. 273
Describiremos separadamente la evolución de la citogénesis (generación de
tipos celulares en función del tiempo y espacio) en cada uno de ambos
componentes; sin embargo, ambos procesos se realizan simultánea e
interactivamente.
Con respecto a la evolución del componente epitelial, la figura SC 6-5-1 A
ofrece un panorama global esquemático sobre las sucesivas bifurcaciones que
ocurren durante la generación de diversos linajes celulares del parénquima
pulmonar.
El modelo propone que hasta el final del estado seudoglandular, las células
distales de los brotes epiteliales en crecimiento son células troncales
progenitoras multipotentes (P1). La población celular P1 es mantenida por la
expresión de una variedad de factores. La célula P1, por medio de divisiones
asimétricas, se autorrenuevan y originan células progenitoras de tipo
bronquiolar Sox2+ (expresan el factor de transcripción Sox2). Estas células,
durante el crecimiento en longitud del brote, abandonan el extremo de
crecimiento y pasan a ocupar zonas más proximales que formarán las vías de
conducción aérea. La célula progenitora bronquiolar posee capacidad de
originar todos los tipos celulares epiteliales que integrarán el epitelio
bronquiolar.
Llegado el estado canalicular/sacular, las células P1, como consecuencia de una
reprogramación epigenética, pasan a constituir una segunda población de
células troncales progenitoras (P2) o población troncal de tipo alveolar, que se
encarga de generar las células epiteliales de las regiones alveolares. No se ha
aclarado si esta reprogramación de célula troncal P1 a célula troncal alveolar
(P2) se debe a factores externos o es resultado de un programa establecido con
anterioridad; algunos experimentos sugieren que están involucradas las vías de
señalización de Notch y Wnt.
Con respecto a la evolución ulterior de las células progenitoras bronquiolares,
un modelo propone que la primera decisión, en la que participa la vía Notch, es
la elección entre un linaje neuroendocrino (NE) (Mash+) y un linaje no NE
(Hes1+).
A continuación, las células del linaje no NE realizan una segunda
determinación, que también involucra a la vía Notch, en la se elige la vía
evolutiva de la célula de Clara o la vía de la célula ciliada. Las otras vías de
determinación indicadas en la figura también son posibles y planteadas en
otros modelos de derivación de linajes. En este modelo se propone que las
células de Clara se autorrenuevan por mucho tiempo y que, posnatalmente,

274. 274
originan células ciliadas. La célula de Clara originaría también las células
mucosecretantes o caliciformes. Otros modelos admiten otras posibilidades.
Con respecto a la evolución de las células progenitoras alveolares, algunos
modelos proponen que ésta puede originar tanto los neumonocitos de tipo I y
tipo II. Otros modelos proponen que la descendencia directa de la célula
progenitora alveolar es el neumonocito tipo II que luego origina a los tipo I.
Todos estos modelos tienen cierto grado de aceptación y requieren evidencia
experimental adicional para su aceptación definitiva.
Bibliografía
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Cellular Mechanisms in Lung Development. Developmental Cell 18:8-23.
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SC 6.6. Patterning del tubo digestivo I: la regionalización céfalo-caudal del tubo
digestivo I. M.P. Bidondo, V. Flores
Durante la gastrulación ocurren procesos que inician la instalación de una
polaridad céfalo-caudal en el endodermo embrionario. Algunos mapas de
destino realizados en embriones de ave indican que tal polaridad se pone de
manifiesto por la aparición de dos poblaciones diferentes que, en forma
sucesiva, migran desde el epiblasto a la hoja ventral del disco embrionario
originando el endodermo embrionario. Una de dichas poblaciones es
identificable por la expresión del factor de transcripción Hex1+
(Hematopoietically expressed homeobox) y, la otra, por la expresión del factor
de transcripción Fox A2+ (Forkhead box A2).
La población Hex1+ corresponde a la primera oleada migratoria endodérmica,
origina el endodermo de la cara ventral del intestino anterior e interviene, más
tarde, en la determinación en sentido cardiogénico de la hoja esplácnica de la
región cefálica del mesodermo lateral. La población Fox A2+ corresponde a la
segunda oleada y origina el endodermo de la región dorsal del intestino
anterior y el endodermo de los intestinos primitivos medio y posterior (Fig. SC
6-6-1).

275. 275
Corregir pseudoglandular => seudoglandular
Fig. SC 6-6-1. Durante la gastrulación se inicia la instalación de la polaridad cf-
cd del intestino primitivo. La población Hex1+ corresponde a la primera oleada
migratoria endodérmica, origina el endodermo de la cara ventral del intestino
anterior. La población Fox A2+ corresponde a la segunda oleada y origina el
endodermo del intestino primitivo medio y posterior.
Durante el plegamiento del embrión, se forman los intestinos primitivos
anterior, medio y posterior y, en los límites entre ellos, los portales intestinales
anterior (PIA) y posterior (PIP). Estos portales son centros señalizadores que, por
medio de la síntesis y secreción de la proteína señal Shh, participan en el
establecimiento de las polaridades céfalo-caudal y dorsoventral del tubo
digestivo. A su vez, el mesénquima visceral del tubo digestivo primitivo expresa
la proteína receptor de Shh Patched (Ptc). La unión de Shh a su receptor inicia
vías de señalización involucradas en dos fenómenos:
a) expresión de la proteína señal BMP4 en el mesénquima circundante, hecho
que está vinculado a la regulación de la diferenciación del mesénquima visceral
en músculo liso del tubo digestivo y b) expresión de combinaciones de genes
Hox tanto en el mesénquima como en el epitelio. Existen diferencias regionales
en la respuesta del mesénquima visceral a la secreción de Shh. Estas diferencias
podrían implicar que existe una regionalización previa puesta de manifiesto
por la diferente competencia del mesénquima esplácnico a Shh.

276. 276
En respuesta al Shh, el mesénquima expresa Bmp4 a lo largo de casi todo el
intestino primitivo excepto en la futura región gástrica. Dado que el estómago
posee una musculatura más desarrollada, con tres capas en lugar de dos, se ha
propuesto que podría tener una función reguladora negativa sobre la
formación de músculo liso.
b) la proteína señal Shh estimula la expresión de genes Hox. En el tubo
digestivo en desarrollo, tanto el endodermo como el mesénquima visceral
exhiben una expresión diferencial espacialmente organizada de combinatorias
de genes Hox (Fig. SC 6-6-2). Este hecho regularía la elaboración de diferentes
patrones de organización de tejidos a lo lardo del eje céfalo-caudal del tubo
digestivo.
El papel de la expresión diferencial de combinatorias de genes Hox en la
regionalización del tubo digestivo se revela a través de experimentos en
murinos transgénicos en los que la inactivación o la sobreexpresión de estos
genes derivan en un desarrollo anómalo de la zona (homeosis). En seres
humanos también existen datos al respecto. La mutación del gen Hoxa13
produce transformación homeótica en el tubo digestivo.
El borde de expresión de las distintas combinatorias de proteínas Hox no
siempre corresponden con las fronteras entre órganos, pero hay puntos en los
que los bordes en la expresión de combinatorias de genes Hox se corresponde
con cambios en la organización, como por ejemplo en las regiones que
corresponden a futuros esfínteres (Fig. SC 6-6-2).

277. 277
Fig. SC 6-6-2. La regionalización del tubo digestivo. El gráfico muestra un
modelo de la correspondencia entre regiones del tubo digestivo en desarrollo y
patrones de expresión de factores de transcripción Hox en el endodermo y el
mesénquima (Modelo experimental: Embrión de pollo). Puede observarse la
existencia de una expresión diferencial espacialmente organizada de
combinatorias de factores para distintas regiones a lo largo del eje céfalo-
caudal. Este hecho regularía la elaboración de diferentes patrones de
organización de tejidos a lo lardo del eje céfalo-caudal del tubo digestivo. Este
patrón de expresión diferencial en la esplacnopleura se produce en paralelo
con la somitogénesis que ocurre en la placa de segmentación del mesodermo
paraxil.
La expresión de genes Hox en el mesénquima, en respuesta a la señal Shh
producida por el endodermo, también varía en función de la posición. En los
mamíferos, aunque la señal Shh se secreta en ambos portales intestinales, sólo
en el posterior el mesénquima responde expresando genes Hox. Este hecho
sugiere que en la esplacnopleura hay diferencias regionales dependientes de
diferencias en la competencia del mesénquima para responder Shh. Estas
diferencias están instaladas antes de la expresión de genes Hox.

278. 278
La expresión de los genes Parahox, Pdx1 y Cdx2 por parte del endodermo
también exhibe diferencias regionales. Estos genes también estimulan la
expresión de genes Hox por el mesénquima adyacente.
La distribución en forma de gradiente de la señal ácido retinoico también
instala una expresión diferencial espacialmente organizada de genes Hox. Se
sabe que dicho gradiente instala tendencias para desarrollar en sentido de
intestino posterior; aunque se desconoce cómo produce dicho efecto. Se sabe
que el ácido retinoico estimula la expresión de la proteína receptor del Fgf y
que la activación de este receptor por su ligando activa una vía de señalización
que regula la expresión de genes Hox y también la expresión de la proteína
receptor de ácido retinoico. Aun no se ha dilucidado si el ácido retinoico actúa
sobre el ectodermo o sobre el mesénquima visceral.
Bibliografía
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peri-implantation asymmetry in the mouse embryo and an early transient
marker of endothelial cell precursors. Development 125(1):85-94.
SC 6.7. Patterning del tubo digestivo II: la compartimentalización dorsoventral.
M.P. Bidondo, V. Flores
Si bien el endodermo aparece durante la evolución como una lámina epitelial
que delimita una cavidad comunicada con el exterior en el que se alojan
transitoriamente y se digieren sustancias externas, su papel en los organismos
superiores no es sólo formar un aparato digestivo. Tanto desde el punto de
vista filogenético como ontogenético, su importancia principal es la generación
de órganos que sirven a la vida vegetativa.
Son varios los órganos de parénquima epitelial endodérmico que no forman
parte del aparato digestivo. El endodermo de la pared ventral del intestino
anterior origina el parénquima de la tiroides, del pulmón, del hígado (que,
aunque es una glándula exocrina del tubo digestivo, posee una gran cantidad
de funciones de coordinación endocrina). Por otro lado, el endodermo de la
pared ventral del intestino posterior origina el seno vesicourogenital del cual
derivan órganos como la vejiga, vagina, uretra, vías espermáticas, próstata, etc.

279. 279
que tampoco pertenecen al aparato digestivo. El epitelio de la superficie dorsal
de esas mismas regiones sí origina tejidos del tubo digestivo.
Estos hechos indican la existencia de compartimentos o regiones con diferentes
programas o tendencias de desarrollo instaladas a lo largo del eje dorsoventral
del tubo digestivo.
Una amplia variedad de moléculas informativas participan en este proceso de
patterning diferencial entre el dorso y el vientre del epitelio endodérmico. Este
proceso de patterning ha sido exhaustivamente estudiado en el caso del inicio
del desarrollo del aparato respiratorio ya que brinda un ilustrativo ejemplo
acerca de cómo las regiones dorsal y ventral del intestino primitivo anterior,
que constituye un cilindro epitelial simple, debido a la información instalada
por diferentes centros señalizadores, se segregan y forman un órgano dorsal, el
esófago, y uno ventral, la tráquea (SC Patterning y morfogénesis temprana del
intestino anterior; SC Patterning del intestino anterior ventral I: umbrales
variables de factores de crecimiento y determinación de esbozos respiratorio y
hepático; SC 6.10. Las malformaciones traqueoesofágicas son resultado de
alteraciones en el patterning dorsoventral del intestino primitivo anterior).
Algunas investigaciones en curso están dedicadas a analizar el papel de varias
proteínas señal que podrían participan en la instalación de tales diferencias. La
proteína señal Shh y otras moléculas informativas estarían involucradas en la
regionalización dorsoventral.
La expresión de Shh por parte del epitelio endodérmico del tubo digestivo es al
principio uniforme a lo largo del eje circunferencial. Posteriormente, su
expresión queda restringida a la región dorsal, cercana a la notocorda, que es
un sitio de alta secreción de Shh. y se instala una polaridad dorsoventral. Varios
resultados experimentales indican que la distribución dorsoventral asimétrica
de la señalización vía Shh podría depender de la expresión de factores
inhibidores de la expresión o de la actividad de Shh en la región ventral.
Existen otras moléculas con expresión espacial asimétrica. La proteína factor de
transcripción Nkx2 se expresa sólo en el epitelio de la pared ventral del intestino
anterior y se considera que su expresión es necesaria para el desarrollo de la
glándula tiroides y del pulmón. Recuérdese que los tejidos que integran el
parénquima de ambos se originan en el endodermo de la región ventral del
intestino anterior.
La asimetría dorsoventral no radica sólo en el endodermo. El epitelio ventral,
que origina el hígado, está asociado al mesénquima ventral cardiogénico. La

280. 280
asociación in vitro de estas dos poblaciones permite el inicio del desarrollo de
tejido hepático. Si se agrega mesénquima de la región dorsal del tubo digestivo
el desarrollo hepático se inhibe; si se elimina el mesénquima dorsal, el
desarrollo en sentido hepático continúa. Estos datos indican que el
mesénquima se halla regionalizado y posee diferentes propiedades de
desarrollo. El mesénquima del meso dorsal estimula el desarrollo del páncreas e
inhibe el del hígado. El mesénquima ventral estimula el desarrollo del hígado e
inhibe el del páncreas.
El desarrollo del páncreas implica la formación de dos esbozos que crecen en el
meso dorsal; aunque uno nace en la región dorsal del endodermo y el otro en
la región ventral. La homeoproteína factor de transcripción Pdx1 participa en el
desarrollo de ambos esbozos pancreáticos. Se expresa en las regiones
epiteliales ventral y dorsal donde se forman los esbozos en tanto que en las
regiones laterales, donde se expresa la proteína señal Shh, Pdx1 no se expresa.
Bibliografía
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SC 6.8. Patterning del tubo digestivo III: la asimetría izquierda-derecha. V. Flores,
M.P. Bidondo
La simetría bilateral es una característica típica de los cordados. Durante el
período somítico se pone de manifiesto un plan estructural básico con simetría
bilateral en todos los tejidos embrionarios. Durante el desarrollo ulterior, las
estructuras que forman parte de la vida de relación retienen la simetría
bilateral, pero las que derivan de la esplacnopleura (corazón, pulmón y
porciones del aparato digestivo de origen esplacnopleural) se desarrollan
asimétricamente. Dicha asimetría, que implica que las regiones ubicadas a
ambos lados del plano sagital no son imágenes especulares, se denomina
asimetría derecha-izquierda. En términos más estrictos, las estructuras que
expresan asimetría derecha-izquierda carecen de plano sagital.
En la especie humana existen varias anomalías anatómicas congénitas como la
dextrocardia o el situs inversus, o los síndromes de Ivermark o de Kartagener,

281. 281
que son manifestaciones de fallas en la instalación de la asimetría derecha-
izquierda.
La asimetría derecha-izquierda se empieza a instalar en estados de desarrollo
muy tempranos, como la gastrulación, aunque existen datos que sugieren que
se inicia durante la segmentación de la célula huevo.
Se ha propuesto la siguiente secuencia de eventos que se inicia ya en la primera
división de la célula huevo:
a) durante la fecundación se produce una redistribución de organoides y
macromoléculas sintetizadas durante la gametogénesis y almacenadas en el
citoplasma; entre ellas, los ARNm para proteínas canales iónicos. La distribución
citoplasmática de tales ARNm se hace asimétrica;
b) ello produce diferencias de concentración de algunos ARNm para proteínas
de varios canales iónicos en las blastómeras;
c) el inicio de la síntesis de proteínas a partir de dichos ARNm genera
diferencias en la concentración de canales (canales de K+, de Ca+2,
transportador K+/H+, bomba de Na+/K+ ATPasa) entre blastómeras;
d) la síntesis asimétrica de proteínas canal genera gradientes de concentración
iónica, de voltaje y de pH;
e) los gradientes mencionados determinan que las cilias de la región del nódulo
de Hensen del epiblasto (nodo ventral) batan hacia la izquierda concentrando
sustancias, entre ellas morfógenos, en el lado izquierdo;
f) la asimetría en la distribución de morfógenos generaría una expresión génica
diferencial a ambos lados de la línea media;
g) la asimetría en la distribución de morfógenos instalada tempranamente es
mantenida luego por la asimetría espacial en la expresión de varias proteínas,
entre ellas Fgf/Snail1, Nodal/ Pitx2, Left A, Left B etc. en el epiblasto y luego a lo
largo del mesodermo lateral. Los productos de estos genes participan en
cascadas de regulación intracitoplasmáticas que conducirían a programaciones
diferentes del desarrollo en las mitades derecha e izquierda de la
esplacnopleura.
Las diferencias anatómicas resultantes de estas diferencias en los CCD se notan
recién desde el inicio del período somítico para el caso de corazón (rotación del

282. 282
asa cardíaca) y hacia fines de la 5ª SD para el caso del tubo digestivo (rotación
del asa vitelina).
La expresión diferencial de estas proteínas en ambos lados del cuerpo podría
influir sobre ciertos CCD (ventajas proliferativas, por ejemplo) que podrían
generar crecimientos diferenciales, rotaciones y distribución diferente de las
vísceras, etc. En la especie humana, las alteraciones en la expresión de las
moléculas señaladas explican sólo un pequeño porcentaje de defectos de la
lateralidad. Por ello se considera que muchos aspectos de la instalación de la
asimetría derecha-izquierda son aún desconocidos.
Bibliografía
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SC 6.9. Patterning del tubo digestivo IV: la organización de la diferenciación
celular a lo largo del eje radial. M.P. Bidondo, V. Flores
La pared del tubo digestivo pose una estructura histológica básica común a lo
largo del eje céfalo-caudal aunque con diferencias regionales relacionadas con
las funciones específicas de cada región. La esplacnopleura dispone,
intrínsecamente, de la capacidad para organizarse en las cuatro capas
principales (y sus subcapas) que desde el punto de vista estructural definen el
eje radial. El mesénquima, una delgada capa de pocos micrómetros de grosor,
origina la una variedad de tejidos que se organizan en capas concéntricas
(lámina propia, muscular de la mucosa, submucosa, muscular interna, muscular
externa, conectivo de la serosa y mesotelio).
En la esplacnopleura, tanto el endodermo como el mesénquima visceral se
comportan como emisores y receptores de señales y esta interacción es radial.
Son señales de este tipo las involucradas en la generación de diferencias a lo
largo del eje radial. Algunas de estas señales ya han sido mencionadas en
relación con otros temas (véanse SC 6.6. Patterning del tubo digestivo I: la
regionalización céfalo-caudal del tubo digestivo I; SC La unidad motora
peristáltica. Cuadro cronológico sobre su diferenciación).
Nótese que las diferencias regionales a lo largo del eje céfalo-caudal resultan,
en realidad, de diferencias o particularidades en el modo como se producen las
interacciones radiales en las distintas regiones del eje céfalo-caudal.

283. 283
La figura SC 6-9-1A muestra cómo las especificaciones regionales se instalan
tempranamente, durante la formación del mesodermo esplácnico (región caudal
del embrión adyacente al mesodermo paraxil no segmentado aún). En lafigura
SC 6-9-1B se indica que esas diferentes programaciones se traducen en
diferencias estructurales regionales sólo en etapas más tardías. La figura SC 6-9-
1C muestra que la aparición de las diferencias a lo largo del eje céfalo-caudal
requiere la interacción entre componentes epiteliales y mesenquimáticos a lo
largo del eje radial (SC Funciones de la señal Shh de los factores de transcripción
Pdx en la diferenciación de la esplacnopleura. La determinación del esbozo
pancreático).
Fig. SC 6-9-1. Modelo de comportamientos moleculares involucrados en la
determinación de regiones a lo largo del eje céfalo-caudal y de las interacciones
celulares a lo largo del eje radial durante la diferenciación del tubo digestivo. A.
La especificación y determinación de regiones se instala durante el período
somítico temprano en el mesodermo esplácnico adyacente al mesodermo
paraxil presomítico (placa de segmentación). Dichas programaciones implican
la expresión de diferentes combinatorias de factores de transcripción Hox. B.
Recién hacia el final del período somítico se hacen aparentes las diferencias
estructurales resultantes de las diferentes programaciones instaladas en el
mesodermo esplácnico. C. Las diferencias estructurales regionales son
elaboradas por interacciones radiales entre el endodermo, el mesodermo y
otros tejidos que invaden la esplacnopleura.
La diferenciación de los tejidos que integran la pared del tubo digestivo,
aunque tiene una fuerte asimetría céfalo-caudal que instala diferencias
regionales a lo largo de dicho eje, también requiere interacciones regionales o
locales que operan a lo largo del eje radial bidireccionalmente (endodermo 
mesodermo y endodermo  mesodermo). Todas las Int e-m tienen este
carácter. La figura SC 6-9-1C ilustra una secuencia de eventos interactivos
epitelio-mesenquimáticos que participan en la especificación y diferenciación

284. 284
regional del tubo digestivo. Estos fenómenos procederían de acuerdo con la
siguiente sucesión de eventos: 1) secreción de la proteína Shh por parte del
endodermo, 2) adquisición de competencia por parte del mesénquima
mediada por la expresión de la proteína receptor patched, receptor de Shh, 3)
activación de la expresión combinatoria de proteínas factores de transcripción
Hox por parte del mesénquima; este fenómeno instalaría 4) propiedades
morfogenéticas particulares a la región, 5) secreción de proteínas señal como,
por ejemplo, Bmp y Fgf por parte del mesénquima, que actúan sobre el
endodermo, 6) adquisición de competencia por parte del endodermo y
estabilización de las propiedades regionales, 7) secreción de nuevas señales
que, actuando paracrinamente, llevan a la elaboración del patterning local
(distintos tipos de vellosidades, de mucosas, diferentes grosores de capas
conectivas y musculares, etc.).
Nótese que la citodiferenciación epitelial, aunque es un fenómeno que tiene
lugar a lo largo del eje circunferencial, también depende de I e-m que operan a
lo largo del eje radial. La expresión de Shh tiene también una polaridad radial.
Dado que su expresión queda restringida a la población de células epiteliales
progenitoras, la concentración de Shh disminuye tanto hacia el extremo de las
vellosidades en formación como hacia la submucosa, mucosa, etc. Esto es así
debido a que la proteína Shh no se expresa en las poblaciones que ya han
progresado en su diferenciación. Debido a este comportamiento, la polaridad
radial se pone también de manifiesto a través de las diferencias estructurales en
el epitelio desde el fondo de las glándulas o criptas hasta el extremo de las
vellosidades intestinales o en las diferencias en la distribución de tipos celulares
en las glándulas fúndicas desde el fondo de éstas hasta su desembocadura en
la luz.
La organización del proceso de reparación fisiológica que retienen las células
del epitelio del tubo digestivo muestra a las claras la influencia de la
organización radial. Las células troncales a partir de las cuales se repara
normalmente el epitelio no se distribuyen regularmente en el eje
circunferencial sino que se concentran en puntos definidos de éste, en el fondo
de las criptas. Allí proliferan asimétricamente, generan poblaciones de células
epiteliales posmitóticas que se intercalan en el epitelio. Éstas inician allí su
diferenciación mientras se van desplazando a lo largo del eje longitudinal de
las vellosidades que coincide con el eje radial de la pared. Simultáneamente, las
células envejecidas, y ya deterioradas, se descaman en los extremos de las
vellosidades y van siendo reemplazadas por las nuevas. Así, la estructura de las
vellosidades típicas del tubo digestivo son el resultado estabilizado de un

285. 285
proceso dinámico de recambio permanente y flujo de células a lo largo del eje
radial, desde el fondo de las criptas al extremo de las vellosidades.
Bibliografía Fu M, Tam PKH, Sham MH, Lui VCH. (2004). Embryonic
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SC 6.10. Las malformaciones traqueoesofágicos son resultado de alteraciones en
el patterning dorsoventral del intestino primitivo anterior. M.P. Bidondo, V.
Flores
El tabicamiento traqueoesofágico se produce en el marco del patterning
dorsoventral del intestino anterior. Las regiones dorsal y ventral del esófago
primitivo son, desde su constitución, entidades de desarrollo diferentes.
Estructuralmente forman un cilindro pero desde el punto de vista biológico se
comportan como hemicilindros yuxtapuestos con propiedades de desarrollo
diferentes debido a que se hallan sometidos a centros señalizadores diferentes.
Poseen, en consecuencia, diferente información posicional y durante el
desarrollo sufren diferentes tipos de patterning. Este hecho se manifiesta por
las diferencias en la distribución espacial de la expresión de los factores de
transcripción tales como Nkx2.1, de expresión restringida a la región ventral, y
de Sox 2, de expresión a la región dorsal. Estas áreas de expresión marcan
tempranamente la frontera dorsoventral (Fig. SC 6-10-1 A-D).

286. 286
Fig. SC 6-10-1. Expresión diferencial de factores de transcripción y
remodelación del intestino anterior que lleva a la formación de esófago y
tráquea a partir del esófago primitivo. A. Embrión de fines del período somítico.
Las líneas B a D marcan las posiciones de las líneas de sección transversal
ilustradas en las figuras B a D. Los cortes muestran la marca específica de las
células que expresan el factor de transcripción Nkx2.1. B. El esófago y la tráquea
tienen un epitelio continuo (comparten la luz), pero el factor de transcripción
se expresa sólo en el epitelio de la región ventral que formará la tráquea. C. El
revestimiento epitelial original se segrega en dos tubos: esófago y tráquea. El
proceso implica una remodelación local del epitelio y el mesénquima. D. Más
caudalmente, el esbozo respiratorio se ha bifurcado. Los epitelios de esofágo y
tráquea se han separado completamente. A lo largo del proceso, la expresión
del factor de transcripción Nkx2.1 queda restringida al epitelio del esbozo
respiratorio.
Estas diferencias parecen depender, por un lado, del hecho de que la
notocorda secreta señales que especificarían y mantendrían el carácter dorsal:
a) la secreción de la proteína señal Nogina mantiene la expresión de Sox2
(marcador dorsal) y b) la secreción de la proteína señal Shh inhibe la expresión
de Nkx2.1 (marcador ventral). Por otro lado, el mesénquima de la la zona
ventral del mesoesófago secreta las proteínas señal Fgf y Bmp y enzimas de
síntesis de ácido retinoico. Estas señales asignan carácter ventral al epitelio e
inhiben la expresión de Sox2 (marcador dorsal).
Aparte de estos hechos, el epitelio de la zona ventral se halla sometido a
diferentes concentraciones de Fgf y de acuerdo con dichas diferentes
estimulaciones se determina en los diferentes esbozos típicos de la superficie
ventral (tiroides, respiratorio y hepático) (SC Patterning del intestino anterior
ventral I: umbrales variables de factores de crecimiento y determinación de
esbozos respiratorio y hepático).
La separación de la tráquea y el esófago, que transcurre entre la 4ª y la 8ª SD,
involucra varios procesos morfogenéticos e histogenéticos y crecimientos
diferenciales. Entre éstos merecen citarse: el crecimiento en longitud del
esbozo traqueal y el crecimiento de su extremo distal (mediado por Fgf10),
remodelación local de la matriz extracelular y del epitelio y mesénquima
locales, y el crecimiento diferencial de estructuras vecinas (crecimiento del
corazón, el crecimiento de la cavidad pleural, dilatación del estómago). Durante
todos estos procesos se separan ambos tubos epiteliales y entre ambos queda
una banda de mesénquima que se ha dado en llamar “tabique
traqueoesofágico”.

287. 287
Sin embargo, diversos estudios realizados en ratones y análisis de
enfermedades monogénicas humanas apoyan la hipótesis de que la separación
de ambos depende del patterning dorsoventral:
a) La proteína señal Bmp4 inhibe la acción dorsalizante de la proteína Nogina.
La señal Bmp4 incrementa el tamaño y la adhesión celular en tanto que Nogina
inhibe, en la región dorsal, la acción de Bmp4. Estos dos efectos harían, por un
lado, que la forma de células dorsales (planas) y ventrales (altas) difiera
sustancialmente y, por otro, promueven una expresión diferencial de moléculas
de adhesión lleva a que la intensidad de las Fif c-c entre las células de la región
dorsal y las de la región ventral difiera sustancialmente y lleven a ambas
poblaciones a una situación de segregación (separación o “sorting-out”). Estos
hechos disminuyen la probabilidad de que ambas regiones epiteliales
continúen una con la otra. La señalización vía BMP4 también produciría un
crecimiento longitudinal diferencial entre las regiones dorsal y ventral que
contribuiría a su separación.
Se ha propuesto que la vía del Bmp4 contribuye a la separación de ambos
epitelios promoviendo diferencias histogenéticas entre los mesénquimas dorsal
y ventral (musculatura lisa y condrogénesis). En embriones con mutación de la
proteína Nogina se forman nódulos de tejido cartílago ectópico en el
mesénquima dorsal.
b) El fármaco antineoplásico adriamicina inhibe la proliferación celular
uniéndose al ADN. Administrado experimentalmente durante el desarrollo, es
un agente teratógeno. Produce una malformación traqueoesofágica en la que
la porción proximal del esófago termina en fondo de saco y su porción distal
desarrolla características histológicas de tráquea. Estos embriones presentan un
síndrome malformativo similar a la asociación VACTERL en seres humanos
(acrónimo de las alteraciones asociadas: Vértebras, Anorrecto, Corazón,
TRáqueo-Esófago, Riñón y Limb: miembros). En algunos casos esta asociación
es, en sentido estricto un “síndrome VACTERL” que tiene como causa
mutaciones en genes codificantes de las proteínas factores de transcripción Gli
2 y Gli 3 que participan de la vía de señalización Shh.
Estos resultados apoyan la idea de que la separación de tráquea y esófago es
resultado de la operación de vías de señalización diferentes en las regiones
dorsal y ventral del intestino primitivo anterior. La patología humana
autosómica dominante llamada síndrome de Pallister Hall es causada, al
parecer, por mutaciones del gen del factor Gli3. El síndrome incluye
polidactilias o metacarpos con huesos en forma de V, hamartomas

288. 288
hipotalámicos, ano imperforado, fisuras laríngeas y anomalías en la lobulación
pulmonar y otras alteraciones.
c) Existen experiencias en ratón en las que la disminución de la expresión del
factor de transcripción Sox2 en la región dorsal da lugar a la expresión ectópica
dorsal de Nkx2.1. Este hecho cambia los comportamientos celulares de la zona
con ventralización de la zona y aparición de fístulas traqueoesofágicas. Por otro
lado, en pacientes humanos heterocigotas (mutación sin sentido/alelo normal)
para una mutación del factor Sox2 presentan anomalías oculares (anoftalmia-
microoftalmia), anomalías genitales y fistula traqueoesofágica.
Bibliogfrafía
Que J, Choi M, Ziel JW, Klingensmith J, Hogan BL. (2006). Morphogenesis of the
trachea and esophagus: current players and new roles for noggin and Bmps.
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Dev Dyn 231:57-71.

289. 289

290. 290
SC 7.1. La composición celular compleja del esbozo renal y la regulación del
balance proliferación/sobrevida/muerte celular programada. Factores de
crecimiento y proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas. V. Flores, R. Rey
SC 7.2. Factores de transcripción, factores de crecimiento y sus receptores y
proteínas de la matriz extracelular regulan dinámicamente el patrón de
ramificaciones del brote ureteral. V. Flores, R. Rey
SC 7.3. La constitución del esbozo renal requiere una sucesión de interacciones
celulares. V. Flores
SC 7.4. El mesénquima metanéfrico participa en la determinación y formación
del brote ureteral a partir del conducto mesonéfrico. V. Flores
SC 7.5. El brote ureteral permite la formación del blastema metanéfrico; éste
permite el crecimiento y ramificación del brote ureteral. V. Flores
SC 7.6. Una red de vías de señalización regula la formación del brote ureteral y la
constitución del blastema metanefrogénico. V. Flores
SC 7.1. La composición celular compleja del esbozo renal y la regulación del
balance proliferación/sobrevida/muerte celular programada. Factores de
crecimiento y proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas. V. Flores, R. Rey
El desarrollo normal de cualquier esbozo requiere un equilibrio entre la
proliferación celular, la diferenciación celular y la apoptosis. En general las
células del esbozo cumplen esos comportamientos celulares con una dinámica
que caracteriza a toda la población. La sincronización en la dinámica de
comportamientos celulares que caracteriza a cada esbozo en particular es fácil
explicar en los casos en los que las células del esbozo tienen un origen
embrionario común. Sin embargo, en la constitución de los esbozos de la
mayoría de los órganos, las células no poseen un origen embrionario común. En
muchos casos provienen de varias poblaciones celulares que, en alguna etapa
del desarrollo previo, se segregaron y determinaron diferentemente. Por
ejemplo, durante la gastrulación se segregan y determinan diferentemente las
tres capas germinativas, cada una de ellas posee dinámicas de proliferación,
procesos morfogenéticos y de apoptosis diferentes. Sin embargo, muchos
esbozos se forman más tarde como consecuencia de la integración de

291. 291
subpoblaciones celulares provenientes de diferentes capas germinativas, y los
CCD mencionados se sincronizan una vez constituido el esbozo.
El ejemplo del riñón es muy notable en este aspecto debido a que en la
formación del esbozo renal participan al menos 4 categorías o subpoblaciones
celulares diferentes, cada una con sus respectivas programaciones: a) células
del brote ureteral. Estas células tienen su origen en el mesodermo intermedio.
Las células de la región mesonéfrica del cordón nefrógeno tempranamente
originan el conducto mesonéfrico y éste, a su vez, origina el brote ureteral; b)
células de la región metanéfrica del cordón nefrógeno. Estas células se
determinan en sentido metanéfrico como consecuencia de interacciones
locales, probablemente con la cloaca y tienen la capacidad de originar, entre
otras cosas, nefrones; c) células de niveles caudales del mesodermo paraxil que
se interacalan con células del metanefros; al parecer carecen de la capacidad
para formar nefrones; d) células de la cresta neural que también integran el
mesénquima del metanefros. De no ser por el uso de marcadores específicos y
del uso de mapas de destinos modernos sería muy difícil distinguir estos tres
últimos tipos celulares. Sin embargo, parecen exhibir tasas de proliferación y
apoptosis similares, lo que sugiere que ambos CCD se regulan
interactivamente.
Las células que integran el mesénquima metanéfrico tienen al principio una
tasa de proliferación. Luego, durante la morfogénesis y la histogénesis renal
aparecen diferencias regionales significativas que también se regulan
interactivamente (SC 7.5. El brote ureteral promueve la formación de las células
troncales del blastema metanefrogénico).
No todas las células del mesénquima metanéfrico inicial aportan descendientes
al riñón definitivo. De las células que nacen en el mesénquima metanéfrico, una
cantidad importante se eliminanpor apoptosis. Las que sobreviven siguen
proliferando, se diferencian y forman parte del parénquima o del estroma
renal.
En el balance proliferación/apoptosis del mesénquima metanéfrico participan
por un lado ciertos factores de crecimiento, las proteínas que integran el
control central del ciclo celular y también las que regulan la apoptosis.
Entre los factores de crecimiento, las proteínas señal factor de crecimiento
fibroblástico 2 (Fgf2), la proteína morfogenética del hueso 7 (Bmp7) y,
probablemente también, la proteína señal factor neurotrófico derivado de la
glía o Gdnf (Gdnf: Glial cell line-derived neurotrophic factor) parecen cumplir en
forma directa un papel central en la regulación de la proliferación. Por otro

292. 292
lado, se considera que los factores de crecimiento Fgf2 y Bmp7 también
influyen en el balance proliferación/apoptosis manteniendo activa la expresión
de la proteína factor de transcripción Wt1 (WT: de tumor de Wilms). Este factor
de transcripción se expresa específicamente en el mesodermo intermedio y
contrarresta el ingreso a la vía de la apoptosis inhibiendo a algunas proteínas
proapotóticas.
Con respecto a la expresión de las proteínas que intervienen en la apoptosis
renal, se asigna un papel importante a una combinatoria de factores de
transcripción entre los cuales parece poseer papel crucial la proteína factor de
transcripción Pax2. Este factor regula el balance proliferación/apoptosis debido
a que reprime la expresión de la proteína proapoptótica p53 que facilita el
ingreso de las células en la vía de la apoptosis. Las células mesonéfricas y
metanéfricas que expresan Pax2 no entran en apoptosis. Por el contrario, la
deficiencia en la expresión o la función de esta proteína ocasiona el aumento
de la muerte celular y fallas en el desarrollo de los derivados mesonéfricos y
metanéfricos (agenesia renal y gonadal). En esta situación también se afecta el
desarrollo de los derivados de los conductos de Wolff y de Müller.
Otro factor con función antiapoptótica expresado en el blastema metanéfrico y
en el brote ureteral es la proteína de la membrana mitocondrial bcl2.
También participa en el desarrollo del mesodermo intermedio la proteína factor
de transcripción Lim-1; su deficiencia genera una anomalía de la formación del
mesonefros y del metanefros (algo similar a lo que ocurre con la deficiencia de
Pax2).
Los factores mencionados no participan sólo en el desarrollo del riñón, sino
también en el de muchas otras estructuras del organismo. Debido a ello, las
mutaciones en dichos genes pueden generar malformaciones múltiples y
diversas en varios órganos.
Señalamos que en el blastema metanefrogénico se expresa el factor de
transcripción Wt1, codificado por el gen supresor de tumores del mismo
nombre. La proteína Wt1 tiene varias funciones: por un lado es una proteína
antiapoptótica ya que se une a la proteína proapoptótica p53 y la inactiva. El
gen Wt-1 se expresa específicamente en derivados del mesodermo intermedio,
por lo cual sus mutaciones afectan solamente el desarrollo de estructuras
urogenitales.
Otros datos que indican que la muerte celular en el riñón está regulada por
interacciones entre tipos celulares está ejemplificado por el hecho de que la

293. 293
metaloproteasa de la matriz 9 o Mmp9, que participa en las Int e-m en el
desarrollo del riñón, también influye sobre la tasa de apoptosis en las etapas
tempranas del desarrollo. Los embriones deficientes en Mmp9 sufren un gran
aumento en la apoptosis renal que se traduce en una disminución del 20% del
peso del órgano y una disminución del 30% del número de nefrones. En los
riñones de embriones deficientes en Mmp9 se detecta una disminución de la
forma activada del receptor c-kit, receptor de la proteína factor de célula troncal
o Scf (Stem cell factor) acompañada de un aumento de la Scf unida a
membrana. Este resultado es compatible con resultados de cultivos
organotípicos de riñones de estos embriones en los que se detecta un déficit en
la secreción de Scf. Estos datos indican que el Mmp9, además de estimular el
desarrollo de ramificaciones del brote ureteral, también protege a las células
del mesénquima metanefrogénico, las que tienen capacidad de formar
nefrones, de la apoptosis.
Bibliografía
Sorenson CM, Rogers SA, Korsmeyer SJ, Hammerman MR. (1995). Fulminant
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SC 7.2. Factores de transcripción, factores de crecimiento y sus receptores y
proteínas de la matriz extracelular regulan dinámicamente el patrón de
ramificaciones del brote ureteral. V. Flores, R. Rey
Las células mesenquimáticas de la región metanéfrica expresan la proteína
factor de transcripción Wt-1 codificada por el gen supresor de tumores
homónimo. El factor Wt1 cumple varias funciones. Una de ellas es posibilitar las
interacciones recíprocas que ocurren entre las poblaciones celulares que
forman el esbozo renal. Su expresión le permite, por un lado, la generación de
señales que tienen como población competente el brote ureteral y, por otro,
responder a señales provenientes del brote ureteral. También, indirectamente,
inhibiendo a proteínas proapoptóticas, participa del balance sobrevida/muerte
celular durante el desarrollo renal.

294. 294
Una de las funciones de la proteína Wt-1 es la regulación de la síntesis de dos
proteínas señal que genera el blastema metanéfrico: el factor neurotrófico
derivado de la glía (Gdnf) y el factor de crecimiento del hepatocito (Hgf).
Las células epiteliales del brote ureteral, a su vez, expresan en sus membranas
plasmáticas las proteínas receptor de estas señales: el receptor Ret, al que se
une el Gdnf, y el receptor c-Met, cuyo ligando es el Hgf.
Los dos factores de crecimiento liberados por el mesénquima metanéfrico
actúan sobre las células epiteliales del brote ureteral; estimulan la proliferación
celular, el crecimiento en longitud de los brotes y su ramificación dicotómica.
En este último proceso también participan las proteínas señal denominadas
factores de crecimiento transformantes beta (Tgfβ), que poseen efectos
contrapuestos a los anteriormente mencionados.
El crecimiento, morfogénesis y patrón de ramificaciones del brote ureteral
también depende de las características de la matriz extracelular del blastema
metanétrico (Véase SC El papel morfogenético del mesénquima. La
remodelación regulada de la matriz extracelular como mecanismo de control
del patrón de ramificaciones de un órgano epitelial). Por ejemplo, la síntesis,
secreción y deposición de proteínas de matriz extracelular como la laminina es
esencial, pues, cuando el brote ureteral se ramifica y da origen a los tubos
colectores, éstos expresan la proteína integral de membrana fibroquistina. Las
moléculas de fibroquistina que se insertan en la región basal de la membrana
plasmática poseen la función de realizar interacciones con la laminina y otras
proteínas de la matriz extracelular e iniciar vías de señalización intracelulares
que controlan muchos de los CCD involucrados en todos los aspectos de la
morfogénesis y diferenciación de los túbulos renales. Las que se insertan en las
regiones laterales y apical de la membrana poseen otra función (SC Proteínas
complejas polifuncionales y sus alteraciones como bases moleculares de la
enfermedad renal poliquística).
La importancia de los componentes de la matriz extracelular en el desarrollo de
los derivados del brote ureteral se pone de manifiesto con claridad cuando se
analiza el efecto de los factores arriba mencionados en medios de cultivo. Por
ejemplo, el factor Hgf promueve la formación de estructuras tubulares
ramificadas (similares a ramas del brote ureteral) en los cultivos celulares de
riñón (línea celular MDKC: Madin-Darby canine kidney). Este efecto se observa
cuando los cultivos se realizan sobre un sustrato con colágeno tipo I. Cuando
son cultivadas sobre un extracto de membrana basal de composición compleja
(Matrigel) no se produce este efecto.

295. 295
La extracción sucesiva de distintos compuestos del Matrigel y su adición ulterior
al sustrato de colágeno tipo I permitió detectar qué sustancia del primero
inhibe la tubulogénesis inducida por Hgf en el segundo. Este procedimiento
permite constatar que: a) algunas proteínas de la matriz extracelular tales como
laminina, fibronectina y entactina facilitan la formación de ramificaciones y, en
consecuencia, aumentan la complejidad del patrón de ramas; b) otros
componentes, como por ejemplo, colágeno tipo IV, proteoglucanos de heparán
sulfato, vitronectina y otros, producen una marcada inhibición de las
ramificaciones y c) la proteína señal factor transformante β (Tgf-β), por un lado,
reduce el crecimiento de las ramas y, por otro, en el caso de las ramas que sí se
forman, tienen menos ramificaciones.
Todos estos resultados sugieren que el proceso de crecimiento y ramificación
del conducto ureteral y sus ramas está regulado dinámicamente por un
conjunto de factores que operan positivamente (lo estimulan) y negativamente
(lo inhiben) (Fig. SC 7-2-1).
Habría algunos morfógenos tubulogénicos, o señales positivas, como Gdnf y
Hgf, y factores anti-tubulogénicos, o señales negativas, como el Tgf β que,
actuando dentro de contexto de una matriz extracelular de composición
cambiante, como el que rige durante los procesos de desarrollo de estructuras
epiteliales, modularían dinámicamente las características que definen el patrón
de ramificaciones: formación de túbulos, longitud de éstos, la frecuencia de
ramificaciones y la extensión global de la arborización.

296. 296
Fig. SC 7-2-1. Representación esquemática del modelo que plantea que el
desarrollo del brote ureteral y sus ramas es el resultado regulado de fenómenos
estimulantes e inhibitorios del desarrollo.
Bibliografía
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Epithelial Cells Is Modulated by Extracellular Matrix and TGF-β. Dev Biol 160
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SC 7.3. La constitución del esbozo renal requiere una sucesión de interacciones
celulares. V. Flores
En la constitución del esbozo renal participan al menos dos poblaciones
celulares, el blastema metanéfrico y el brote ureteral. La primera de ellas, sin
embargo, de acuerdo con estudios modernos de marcación y seguimiento de
linajes celulares, es una población heterogénea de células mesenquimáticas de
diverso origen: las propias del mesénquima metanéfrico con el agregado de
otras provenientes del mesodermo paraxil y de la cresta neural.
La constitución del mesénquima metanéfrico. El cordón nefrógeno del
mesodermo intermedio se extiende a lo largo de casi toda la extensión del
embrión. Su extremo caudal se ubica a ambos lados de la cloaca. Sólo el
mesodermo intermedio del extremo caudal del cordón nefrógeno posee la
capacidad de formar nefrones metanéfricos cuando es puesto a interactuar con
el brote ureteral. Trabajos clásicos de disociación y reasociación de tejidos
embrionarios sugieren que tal capacidad del mesodermo intermedio es
adquirida sólo en el entorno de la cloaca, por lo cual el mesodermo intermedio
sería determinado en sentido metanéfrico por el epitelio cloacal u otra
población celular de la región. A esta región del mesodermo intermedio se
agregan luego células originadas en los segmentos caudales de la cresta neural
y del mesodermo paraxil.
La incorporación de células de la cresta neural al mesénquima metanéfrico es
considerada por algunos investigadores como fenómeno asociado al hecho de
que el uréter que deriva del conducto mesonéfrico posee en sus capas
musculares plexos nerviosos y neuronas parasimpáticas derivadas de la cresta
neural.

297. 297
La formación del brote ureteral. El siguiente paso es la determinación del brote
ureteral en el epitelio del conducto mesonéfrico y su ulterior crecimiento hacia
el mesénquima metanefrénico. En este proceso, el mesénquima metanéfrico
actuaría como población determinante y el brote ureteral como población
competente.
Una vez constituidos el brote ureteral y el blastema metanefrogénico, el
proceso de formación del riñón implica una sucesión de interacciones entre
ambas poblaciones. Si bien es imposible conocer la secuencia completa de
eventos interactivos, con fines didácticos algunos proponen cuatro categorías
de eventos sucesivos:
a) El primero de ellos, probablemente mediado por señales de relativamente
largo alcance, está mediado por señales generadas en el blastema que llevan a
la formación del brote ureteral a partir del conducto mesonéfrico. Este
fenómeno implicaría, por un lado, un efecto determinante y, por otro, un
efecto estimulante de la proliferación y un efecto quimiotáctico de orientación
del crecimiento hacia el blastema. El fenómeno involucra varias señales y se ha
propuesto que podría estar bajo el control de un conjunto de factores de
transcripción entre los cuales se cuenta el factor de transcripción Wt1.
b) El segundo de los fenómenos, que también sería de largo rango de alcance,
consiste en la producción de señales por parte de las células del brote ureteral
que estimularían a las células del mesénquima metanéfrico del entorno a
ingresar en una fase de célula troncal (autorrenovante y con alta tasa
proliferativa). Durante esta fase también se inhibirían los procesos de muerte
celular generando un aumento de la masa crítica de células necesarias para la
constitución del blastema metanefrogénico.
c) El tercero de estos fenómenos implicaría la generación de señales adicionales
por parte de las células del brote ureteral, en este caso de corto rango de
acción, que llevarían a las células del blastema metanefrogénico,
inmediatamente adyacentes a los extremos de crecimiento de las ramas del
brote ureteral, a agregarse y formar condensaciones mesenquimáticas o
nódulos nefronogénicos determinados a formar nefrones.
d) El cuarto de estos fenómenos consistiría en la producción de señales por
parte del blastema metanefrogénico que regularían el crecimiento y las
ramificaciones dicotómicas sucesivas de las ramas del brote ureteral. Estas
últimas interacciones regularían el patrón de bifurcaciones y la extensión global
de las ramificaciones y, en consecuencia, de la masa de parénquima renal
funcionante.

298. 298
La clasificación precedente intenta resumir, en un cuadro relativamente claro y
simple, los procesos interactivos involucrados en el desarrollo renal.
Ciertamente el panorama es más complejo y se omiten muchos fenómenos
interactivos conocidos.
Fig. SC 7-3-1. Modelo de la sucesión de interacciones que podrían ocurrir
durante el desarrollo del parénquima renal.
Muchas experiencias sugieren que la acción del brote ureteral sobre el
mesénquima metanéfrico, promoviendo la formación del blastema
metanefrogénico en su entorno inmediato, no es un fenómeno determinante
sino permisivo. De acuerdo con esta interpretación, el mesénquima
metanéfrico del cordón nefrógeno ya está determinado en sentido
metanefrogénico, vale decir, determinado a formar nefrones, antes de su
interacción con el brote ureteral. Se funda esta idea en que el hecho de que, si
experimentalmente se asocia el mesénquima metanéfrico con una variedad de
otros tejidos, en mucho casos el mesénquima metanéfrico responde formando
nefrones o, por el contrario, no responde y no se diferencia. Estos resultados
sugieren que el mesénquima ya está determinado a formar nefrones y que
todas las diversas o variadas señales que puede recibir de varios tejidos
embrionarios probablemente son todas permisivas. Vale decir, permiten
expresar una vía previamente elegida.

299. 299
Se considera que la potencia del meséquima metanéfrico para responder a
dichos estímulos formando nefrones depende de la expresión de la proteína
factor de transcripción Wt1. Este factor de transcripción se expresa en el
mesénquima desde antes de su interacción con el brote ureteral. Sin embargo,
la expresión de la proteína Wt1 no es suficiente para adquirir la determinación
(o la competencia) en sentido renal. Probablemente sea la combinatoria de
factores de transcripción, en la cual está incluida, la que confiere determinación
o competencia al blastema metanefrogénico. Que la expresión de la proteína
Wt1 por sí solo no es suficiente está demostrado por el hecho de que otras
poblaciones celulares embrionarias como el blastema gonadal y el epitelio
celómico también lo expresan y no por eso se diferencian en riñón.
Bibliografía
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SC 7.4. El mesénquima metanéfrico participa en la determinación y formación
del brote ureteral a partir del conducto mesonéfrico. V. Flores
Algunos autores consideran que el mesénquima metanéfrico genera las
señales que promueven el desarrollo del brote ureteral a partir del conducto
mesonéfrico. El mesénquima metanéfrico se caracteriza, desde temprano, por
la expresión del factor de transcripción Wt1 codificado por el gen supresor de
tumores del mismo nombre. Se considera que el factor Wt1 posee varias
funciones de desarrollo. Una de las funciones de la proteína Wt1 en el
desarrollo del riñón sería participar en la génesis de algunas de las señales que
operan sobre el conducto mesonéfrico. La proteína Wt1 regularía la expresión
de las proteínas señal factor neurotrófico derivado de la glía (Gdnf) y factor de
crecimiento de hepatocito (Hgf). Por su parte, el conducto mesonéfrico posee
competencia para responder a estas señales pues sintetiza las proteínas
receptor c-Ret (receptor de Gdnf) y c-met (receptor de Hgf). Así, el mesénquima
metanéfrico podría actuar sobre el epitelio del conducto mesonéfrico
determinándolo a formar el brote ureteral.
Una vez generado el brote ureteral, la expresión de las proteínas receptor
mencionadas queda restringida a los extremos de crecimiento del brote y de
sus ramificaciones (Fig. SC 7-4-1 A-E), vale decir, en los sitios de crecimiento en
los que las interacciones de desarrollo entre ambas poblaciones prosiguen.

300. 300
Fig. SC 7-4-1. Modelo del efecto localizador del sitio de formación del brote
ureteral por medio de variaciones en la concentración de la proteína Gdnf y de
su receptor Ret. La secreción local de Gdnf, por parte del blastema metanéfrico,
y la expresión polarizada de su receptor Ret, con un máximo en el extremo
caudal del cordón nefrógeno, determina el sitio de origen del esbozo ureteral a
partir del conducto mesonéfrico. Sólo en la región adyacente al mesénquima
metanéfrico la activación de la señalización vía Gdnf alcanza el umbral
requerido para la determinación del brote ureteral. El modelo considera que,
una vez producida la inducción, según se va ramificando el brote ureteral, sólo
en sus extremos queda activo el sistema de interacción Gdnf-Ret. La expresión
de este último es inhibida en las zonas ya determinadas. (Modificado de
Schuchardt y cols., 1996).
Una red de interacciones moleculares en las que participan proteínas señal, sus
receptores, correceptores y reguladores de la transcripción, generadas en tanto
en el blastema, en el brote y en los tejidos circundantes, contribuyen a definir la
localización del sitio de formación del esbozo del riñón (SC 7.6. Una red de vías
de señalización regula la formación del brote ureteral y la constitución del
blastema metanefrogénico).

301. 301
La atribución de las funciones de desarrollo mencionadas a las moléculas señal
y sus receptores citados se debe a que las alteraciones en la expresión de dichas
moléculas, debida a mutaciones o a su inhibición con anticuerpos en forma
experimental, lleva a la producción de agenesias o a la ausencia bilateral de
riñón. La figura SC 7-4-1 muestra que la formación del brote ureteral y de todo
el sistema colector renal depende de la expresión de la proteína Gdnf por parte
del mesénquima metanéfrico y de la expresión de su receptor Ret por parte del
epitelio ureteral. La figura también muestra que la localización del sitio de
formación del brote ureteral en la región caudal del conducto mesonéfrico
depende, por un lado, de la alta concentración de Gdnf en la región caudal y,
también, de la existencia de un gradiente de expresión del receptor Rec, el
receptor del Gdnf. Este receptor exhibe su máximo nivel de expresión en el
extremo caudal, único lugar en el que las células del conducto mesonéfrico
alcanzan el nivel de expresión umbral necesario para que se produzca el efecto
del factor Gdnf. Así, ambos hechos, concentración de la señal Gdnf y de su
receptor, contribuyen a definir el sitio de nacimiento del brote ureteral.
La figura SC 7-4-2 ilustra la importancia de la proteína Gdnf, secretada por el
blastema metanéfrico, en la formación, crecimiento y el patrón de
ramificaciones del brote ureteral. La figura muestra que los ratones
heterocigotas para una mutación que anula la función del factor Gdnf
presentan un crecimiento en longitud deficiente del brote ureteral y una
disminución del número y longitud de sus ramificaciones. Por otro lado, los
ratones homocigotas para dicha mutación muestran drástica abolición del
desarrollo del brote ureteral (SC 7.6. Una red de vías de señalización regula la
formación del brote ureteral y la constitución del blastema metanefrogénico).
Fig. SC 7-4-2. Representación esquemática del déficit de la proteína Gdnf sobre
el desarrollo del esbozo ureteral. A. Ilustra el desarrollo del brote ureteral y sus
ramas en el esbozo renal mantenido en cultivo durante 3 días. El esbozo fue
obtenido de un ratón silvestre (normal). B. Ilustra el desarrollo del brote
ureteral, en las mismas condiciones que en A, pero en un esbozo renal

302. 302
obtenido de un ratón heterocigota para una mutación del gen codificante de
Gdnf. El tamaño y longitud del brote ureteral y el número y longitud de sus
ramas se reducen. C. Desarrollo del brote ureteral, en las mismas condiciones
que en A, pero, en este caso, de un ratón con ambas copias del gen codificante
de Gdnf mutados. Puede observarse que el conducto mesonéfrico se halla
intacto pero no se forma el brote ureteral debido a la falta de la señal
apropiada generada en el mesénquima metanéfrico.
Bibliografía
Pichel JG, Shen L, Sheng HZ, Granholm AC, Drago J, Grinberg A, Lee EJ, Huang
SP, Saarma M, Hoffer BJ, Sariola H, Westphal H. (1996). Defects in enteric
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Schuchardt A, D'Agati V, Pachnis V, Costantini F. (1996). Renal agenesis and
hypodysplasia in ret-k- mutant mice result from defects in ureteric bud
development. Development 122(6):1919-29.
SC 7.5. El brote ureteral permite la formación del blastema metanéfrico; éste
permite el crecimiento y ramificación del brote ureteral. V. Flores
Luego de la constitución del brote ureteral, los siguientes pasos son a) la
admisión de su crecimiento en la intimidad del blastema metanéfrico y b) la
formación de varias generaciones de ramificaciones dicotómicas dentro del
mesénquima.
En general, los procesos por medio de los cuales los tejidos epiteliales crecen y
se ramifican dentro del mesénquima requieren la participación activa de este
último (SC El papel morfogenético del mesénquima. La remodelación regulada
de la matriz extracelular como mecanismo de control del patrón de
ramificaciones de un órgano epitelial). En el caso del desarrollo del riñón, el
brote ureteral y el mesénquima metanéfrico, por medio de Int e-m, regulan
todo el proceso de generación del sistema de túbulos colectores del riñón. En el
ratón existe una mutación, la mutación Danforth, que fenotípicamente se
expresa, en el nivel anatómico, como ausencia de riñón.
Esta alteración fenotípica ilustra la dificultad en cuanto a diferenciar si la
ausencia de un órgano es consecuencia de a) una agenesia de éste, que
conceptualmente se debe a una falla en la determinación y constitución del
esbozo del órgano o si, por el contrario, se debe a b) diversas alteraciones que
pueden afectar el desarrollo del esbozo.

303. 303
La mutación Danforth del ratón, por ejemplo, tiene como característica
fenotípica relevante la ausencia de riñón. Sin embargo, no es el resultado de
una falla en la formación del brote ureteral. El brote ureteral se forma
normalmente ‒es visible morfológicamente con forma, tamaño y posición
normales‒ pero no crece debido a que no posee la capacidad de introducirse ni
de ramificarse dentro del mesénquima metanefrogénico.
Durante la morfogénesis y la histogénesis renal, el brote ureteral y sus
ramificaciones crecen gracias a la actividad de las células localizadas en sus
extremos. Vale decir, poseen un “extremo de crecimiento” integrado por
células con propiedades biológicas diferentes de las que integran los “tallos” de
las ramificaciones. Se sabe que el brote ureteral, una vez constituido, empieza a
sintetizar la proteína señal Wnt11 que, al parecer, es necesaria para las
interacciones que permiten su crecimiento dentro del mesénquima
metanéfrico. También se sabe que el mesénquima sintetiza y deposita
proteoglucanos de la matriz extracelular que permiten la síntesis y secreción
sostenida de Wnt11 por las células del extremo de crecimiento del brote
ureteral, primero, y de cada una de las sucesivas ramificaciones después.
En la mutación Danforth, el extremo de crecimiento del brote ureteral no
expresa Wnt11; en consecuencia, no se introduce en el mesénquima, no
prosigue su desarrollo y a ello se debe la ausencia del riñón. La interacción
Wnt11-proteoglucanos es sólo una de un conjunto de interacciones
moleculares que regulan el desarrollo integrado de brote ureteral y
mesénquima metanéfrico. Nótese que la normalidad del riñón no requiere sólo
que el brote ureteral pueda crecer y ramificarse, sino también la elaboración de
un patrón de ramificaciones dicotómicas típico del sistema colector renal.
La proteína señal factor neurotrófico derivado de la glía o Gdnf (Glial cell-
derived neurotrophic factor) aparte de determinar la formación del brote
ureteral (Fig. 1) también participa promoviendo el desarrollo sus ramificaciones.
La proteína Gdnf se une directamente a su receptor Ret que es expresado por
las células de los extremos del brote ureteral y luego de sus ramas. Promueve
de esta forma la formación de nuevas ramas a partir de las preexistentes.

304. 304
Fig. SC 7-5-1. Efecto de diversos factores de crecimiento sobre el desarrollo del
sistema colector del rinón. A. Una microesfera de gel embebido en Gdnf
estimula la formación de un brote epitelial (similar al ureteral) en la región
caudal del conducto mesonéfrico mantenido en cultivo de tejido. B. Un
fenómeno similar al mostrado en A ocurre en la región cefálica del conducto
mesonéfrico. Se forma un brote epitelial amplio y deformado. C. Una
microesfera embebida en Hgf o en TgfB1 no posee capacidad de estimular el
desarrollo de un brote epitelial.
Por otro lado, actuando como agente quimiotáctico, promueve el crecimiento
de los brotes hacia zonas de alta concentración de Gdnf en éstas y promueve la
formación de brotes (Fig. SC 7.5.2). También se ha mostrado en medios de
cultivo que tiene el efecto de aumentar la adhesividad entre las células del
epitelio ureteral garantizando su estabilidad. No se ha mostrado que aumente
significativamente la proliferación de las células del brote ureteral.

305. 305
Fig. SC 7-5-2. Efecto del Gdnf sobre el pattern de ramificaciones del sistema
colector del riñón. Explantes de esbozos de rinón mantenidos durante 2 días en
cultivo. A. Ilustra esquemáticamente que una microesfera control, no embebida
en Gdnf (señalada en círculo de línea de puntos), no altera significativamente el
patrón de ramificaciones del brote ureteral. B. Muestra el resultado de un
cultivo en similares condiciones pero con una microesfera embebida en Gdnf.
Se observa un desarrollo exagerado de las ramas del brote ureteral en
derrededor de la microesfera (zona de alta concentración de Gdnf).
(Modificado de Sainio K, et al. 1997).
La proteína Gdnf sería el factor de crecimiento que actuaría en primer término.
Participaría en el inicio de la formación del esbozo ureteral y sus ramas, en
tanto que otros factores como el factor de crecimiento de hepatocitos o Hgf/Sf
(Hepatocyte growth factor) y el factor transformante β1 o Tgf β1 (Transforming
growth factor Beta 1) actuarían a continuación modulando o regulando el
proceso, favoreciendo o contrarrestando el efecto de Gdnf.
La proteína señal factor de crecimiento transformante β1 o Tgfβ1, por ejemplo,
tendría funciones antagónicas al Gdnf en la modulación del proceso de
generación de ramificaciones. Este factor, por un lado, inhibe las proteasas
extracelulares denominadas metaloproteasas de la matriz extracelular (Mmp)
que degradan el colágeno y, además, estimulan la síntesis de proteínas de la
matriz extracelular; de esa forma estabilizan la matriz y el epitelio evitando que
éste siga creciendo y ramificándose. La proteína de la matriz extracelular
activina también participa en este proceso pues su exceso o su déficit en
condiciones experimentales alteran la morfología de las ramificaciones. Lo
mismo ocurre con otras varias proteínas que forman parte de la matriz
extracelular o de la lámina basal.
Bibliografía
Sainio K, Suvanto P, Davies J, Wartiovaara J, Wartiovaara K, Saarma M, Arumäe
U, Meng X, Lindahl M, Pachnis V, Sariola H. (1997). Glial-cell-line-derived
neurotrophic factor is required for bud initiation from ureteric epithelium.
Development 124(20):4077-87.
Vega QC, Worby CA, Lechner MS, Dixon JE, Dressler GR. (1996). Glial cell line-
derived neurotrophic factor activates the receptor tyrosine kinase RET and
promotes kidney morphogenesis. Proc Natl Acad Sci USA 93(20):10657-61.
SC 7.6. Una red de vías de señalización regula la formación del brote ureteral y la
constitución del blastema metanefrogénico. V. Flores

306. 306
La constitución del esbozo renal requiere la aparición e integración de tres
poblaciones: a) la formación del mesénquima metanéfrico en el extremo
caudal del mesodermo intermedio, b) la formación del brote ureteral en el
extremo caudal del conducto mesonéfrico y c) la constitución del blastema
metanefrogénico, como subpoblación segregada a partir del mesénquima
metanéfrico como consecuencia de su interacción con el brote ureteral. La
primera población, por un lado, da origen a la tercera y, por otro, origina el
estroma del órgano. Las dos últimas están encargadas de formar el parénquima
del órgano (el sistema colector y el sistema de nefrones). A estas poblaciones
celulares se agregan luego otras dos subpoblaciones, que no participan en la
formación del parénquima renal: una proviene del mesodermo paraxil y la otra
de la cresta neural de la región lumbar y/o sacra (SC 7.1. La composición celular
compleja del esbozo renal y la regulación del balance
proliferación/sobrevida/muerte celular programada. Factores de crecimiento y
proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas).
A continuación examinaremos las etapas de formación de las tres poblaciones
que originan el parénquima y estroma renal.
a) Formación del mesénquima metanéfrico. La formación del metanefros o
porción caudal del cordón nefrógeno precede a la del blastema
metanefrogénico que resulta de su interacción con el brote ureteral. La
potencia del meséquima metanéfrico para responder a la interacción con el
brote ureteral depende de la expresión previa de la proteína factor de
transcripción Wt1. Ésta, sin embargo, no confiere, por sí sola, determinación en
sentido renal. Probablemente sea la combinatoria de factores de transcripción,
en la cual está incluida, la que le confiere este carácter. Se sabe que la expresión
de Wt1 inicia una cascada de interacciones que termina en la constitución del
blastema metanefrogénico. La proteína Wt1 regula la expresión de las
proteínas señal factor neurotrófico derivado de la glía (Gdnf) y factor de
crecimiento de hepatocito (Hgf). A su vez, el conducto mesonéfrico expresa los
receptores de estas señales, las proteínas receptor c-Ret (receptor de Gdnf) y c-
met (receptor de Hgf). Así, el blastema mesonéfrico podría poseer una acción
determinante sobre el conducto mesonéfrico determinándolo a formar el brote
ureteral.
b) La formación del brote ureteral. La determinación, y localización, del brote
ureteral a partir del conducto mesonéfrico depende de una red de
interacciones entre varias vías de señalización. Se sabe que la proteína Wt1
estimula la expresión de la proteína Gdnf y otros factores de crecimiento, por
parte del mesénquima metanéfrico y que el conducto mesonéfrico expresa los

307. 307
receptores a dichos factores de crecimiento. Entre ellos tiene un papel central la
proteína receptor tirosina-quinasa Ret que opera como uno de los receptores
específicos de Gdnf.
La acción de Gdnf requiere también la participación de la proteína receptor
Gfrα1 (receptor α1de Gdnf) que es expresada tanto por el mesénquima como
por el brote ureteral. Este receptor actúa reforzando la acción señalizada a
partir de la activación del receptor Ret.
La distribución espacial de la expresión y actividad del receptor Ret tiene
también efecto localizador de la formación del brote ureteral pues se expresa
en forma de gradiente que hace que sólo en su extremo caudal posea un grado
de actividad suficiente como para producir la determinación y consiguiente
crecimiento e invasión del blastema. Esto es así debido a que la activación de
Ret se requiere para estimular la actividad de la enzima fosfatidil inositol-3
quinasa (PI3-K) que promueve la migración celular y la invasión del epitelio
dentro del mesénquima metanéfrico (Fig. SC 7-6-1).
La localización del sitio de determinación y formación del brote ureteral
depende de la distribución espacial de la actividad de ambos, Gdnf y Ret. La
actividad de Gdnf está restringida en el espacio ya que, por un lado, es activada
por el factor de transcripción Pax2 que es expresada en el propio mesénquima
metanéfrico pero, por otro, es inhibida por el factor de transcripción FoxC que
se expresa a lo largo de la frontera cefálica del mesénquima metanéfrico
restringiendo la acción de Gdnf a la región caudal.
Con respecto al receptor Ret, por un lado, su actividad depende de
concentraciones apropiadas de Gdnf que se alcanzan sólo en la región caudal
y, por otro, su actividad es inhibida por la proteína señal Bmp4, que también se
expresa en la frontera cefálica de la región metanéfrica; este hecho restringe la
activación de Ret a la región caudal. Así, la distribución especial de Bmp4
también contribuye a definir el sitio de nacimiento del brote ureteral. Una vez
constituido el brote ureteral, la expresión del receptor Ret queda restringida a
su extremo, y al extremo de sus ramas, en tanto que inhibida en el resto del
epitelio mesonéfrico.
c) Formación del blastema metanefrogénico. Una vez constituido, el brote
ureteral ejerce un efecto permisivo sobre el mesénquima metanéfrico que,
entonces, se diferencia en blastema metanefrogénico. Este fenómeno se repite
con cada rama del brote ureteral. Se trata de un efecto, de escaso rango de
alcance que permite que cada rama del brote ureteral en crecimiento posea un
casquete de blastema metanefrogénico en su extremo. El proceso garantiza

308. 308
que cada rama posea una unidad generadora de nefroges (unidad
nefronogénica) asociada.
El paso siguiente es la abolición de la expresión de Gdnf en las células del
blastema metanefrogénico pero su mantenimiento en las células que se ubican
periféricamente a él.
Esto genera un gradiente de Gdnf, con un máximo en la periferia, que sigue
estimulando el crecimiento radial de las ramas del brote ureteral hacia regiones
periféricas. A esto se debe el crecimiento centrífugo del riñón y la existencia de
una gradiente de diferenciación de unidades funcionales desde la médula
hacia la corteza renal. Este proceso resulta del hecho de que, una vez
determinado el brote ureteral, sus células inician la expresión de la proteína
señal Wnt11. Esta actividad queda luego restringida a su extremo pero, con
cada bifurcación, se transfiere al extremo de sus ramas. Este fenómeno
depende del modo como se conforma la población de células de cada extremo
durante cada bifurcación (SC El control de la morfogénesis y la composición
celular durante las bifurcaciones dicotómicas de las ramas del brote ureteral).
Dichas células constituyen un “extremo de crecimiento” y realizan las
interacciones que permiten su crecimiento dentro del mesénquima
metanéfrico. El mesénquima, por su parte, sintetiza y deposita una
combinación de proteoglucanos de la matriz extracelular que, a su vez,
permiten la síntesis y secreción sostenida de Wnt11 por las células de los
extremos de crecimiento del brote ureteral y de sus sucesivas ramificaciones
después. La interacción Wnt11-proteoglucanos es sólo una de un conjunto de
interacciones moleculares que regulan el desarrollo integrado de brote ureteral
y mesénquima metanéfrico. Sin embargo, tienen un papel importante ya que
sus alteraciones pueden impedir el desarrollo del riñón.

309. 309
Fig. SC 7-6-1. Esquema de la organización espacial de la red de interacciones
entre las vías de señalización que determinan y localizan la formación del brote
ureteral a partir de la región caudal del conducto mesonéfrico. A. La molécula
señal Bmp4 inhibe la expresión del receptor tirosina-quinasa Ret y la restringe
al extremo caudal del conducto mesonéfrico. Los factores de transcripción
FoxC1/C2 reprimen la expresión de Gdnf, que queda restringida a la región
caudal. En dicha zona, la expresión de Gdnf es estimulada por el factor de
transcripción Pax2 y la proteína Eya1. A su vez, en la región caudal del brote
ureteral, los receptores Ret estimulan la actividad de Pl3k, que promueve el
crecimiento del brote ureteral dentro del mesénquima. La acción conjunta de
todas estas moléculas de expresión espacial restringida contribuyen a localizar
la zona de formación del brote ureteral y del blastema metanefrogénico. B. A
medida que el brote ureteral y sus ramas invaden el mesénquima emiten
señales que continúan promoviendo la formación de más mesénquima
metanefrogénico en derrededor del extremo de cada nuevo brote. Luego en la
zona central (tallo de las ramificaciones) se suprime la expresión de Gdnf, que
sólo persiste en la periferia del blastema. De este modo se promovería el
crecimiento en forma radial (hacia zonas de alta expresión de Gdnf) de nuevos
brotes.
Bibliografía
Dressler G. (2002). Tubulogenesis in the developing mammalian kidney. Trends
Cell Biol 12(8):390-5.
Brophy PD, Ostrom L, Lang KM, Dressler GR. (2001). Regulation of ureteric bud
outgrowth by Pax2-dependent activation of the glial derived neurotrophic
factor gene. Development 128:4747-56.

310. 310

311. 311
SC 8.1. Criterios que definen el sexo de un individuo. V. Flores
SC 8.2. Combinatorias de factores de transcripción involucrados en la regulación
de la determinación y diferenciación sexual de las gónadas. R. Rey, V. Flores.
SC 8.3. Regulación del desarrollo del aparato reproductor durante la fase
bipotencial. V. Flores, R. Rey
SC 8.4. Regulación hormonal de la diferenciación sexual. Claves para relacionar
alteraciones hormonales y alteraciones de la diferenciación sexual. R. Rey
SC 8.5. Varones XX y Mujeres XY. Regulación genética y hormonal de la
determinación y diferenciación sexual. R. Rey
SC 8.6. Efectos de la expresión del gen SRY en el nivel de organización celular. R.
Rey
SC 8.7. Constitución del esbozo gonadal. El origen de las poblaciones celulares
que integran el esbozo. V. Flores
SC 8.8. La formación de la uretra peneana: procesos complejos, anomalías
frecuentes. V. Flores
SC 8.1. Criterios que definen el sexo de un individuo. V. Flores
El genotipo se expresa en todos los niveles de organización en los que se
estructura el fenotipo. El dimorfismo sexual se manifiesta en prácticamente
todos esos niveles y, en consecuencia, en todos ellos, desde el molecular al
anatómico, se pueden definir criterios sobre la base de los cuales se diagnostica
el sexo de un individuo.
La vida en sociedad implica permanentes diagnósticos del sexo de los
individuos con los que interactuamos y decisiones, aun inconscientes, de la
conducta social. Los seres humanos diagnosticamos el sexo de los demás en
forma instantánea, sin realizar ningún análisis profundo, tomando en cuenta,
aunque no lo hagamos consciente, varios criterios. Entre ellos los más
importantes son: a) las características anatómicas externas, forma corporal
(hombros, cintura, caderas, senos, relieves musculares y óseos), b) la

312. 312
distribución pilosa (barba, bigotes, etc.), c) el tono de la voz, d) las posturas
corporales, las actitudes y la conducta en general, entre otros. Muy
accesoriamente tomamos en cuenta la vestimenta. Con estos criterios, en
general, realizamos correctamente diagnósticos de sexo y reconocemos a un
varón, aunque esté vestido como mujer o a una mujer aunque esté vestida
como varón.
Todas las cualidades mencionadas, sin embargo, son características sexuales
secundarias y, desde el punto de vista médico, cuando se consideran
aisladamente pueden conducir a error, aun cuando se tomen en cuenta los
órganos genitales externos.
En el momento del nacimiento, el médico define el sexo al que pertenece una
persona y, en ese momento, no dispone de ninguna de las características
sexuales secundarias que permiten diagnosticar el sexo. Pero el médico dispone
de la inspección de los órganos genitales externos. En el caso de individuos
normales, la decisión médica es correcta. Sin embargo, existen recién nacidos
que presentan “ambigüedad” en los órganos genitales externos y resulta difícil,
o imposible, definir el sexo sin el auxilio de otros criterios. También existen
recién nacidos que no presentan ambigüedad, no generan duda, y el
diagnóstico es incorrecto.
Por todos estos motivos, cuando se alude al sexo de una persona, en el área de
la medicina se recomienda especificar el o los criterios tomados en cuenta para
realizar el diagnóstico. Así, se habla del sexo cromosómico o gonadal, por
ejemplo. Algunos autores describen esta situación diciendo que hay varios
sexos (cromosómico, gonadal, etc.). Tal conceptualización es incorrecta, la
especie humana posee dimorfismo sexual y los seres humanos corresponden a
una de dos categorías: el sexo masculino o el femenino. No existen varios sexos.
Existen varios criterios que definen el sexo del individuo.
Entre los criterios para considerar se pueden mencionar los siguientes:
- El criterio genético. Sólo es posible aplicarlo por medio de un análisis genético.
En la actualidad se recurre a enunciar la presencia o ausencia del gen Sry
identificado como el encargado de la determinación en sentido masculino
(presencia de Sry = masculino; ausencia de Sry = femenino). Sin embargo, con el
avance del conocimiento sobre cómo se regula la expresión de factores de
transcripción involucrados en la determinación sexual es de suponer que, con el
tiempo, se defina un conjunto de genes responsables de la diferenciación para
cada sexo. En la actualidad se considera que el gen Dax es crucial en cuanto a la
diferenciación en sentido femenino.

313. 313
- Criterios de regulación de la expresión génica. Cada vez más es necesario
tomar en cuenta este criterio pues alude, como se indica en el punto anterior, a
las combinatorias de factores de transcripción que instalan redes de regulación
de la expresión génica responsables de determinación y diferenciación de tipo
masculino o femenino. Estas redes de regulación de la expresión génica al
modo masculino o femenino se instalan recién desde la 7ª SD en adelante
cuando cesa el período bipotencial del desarrollo gonadal.
- Criterio cromosómico. Se realiza por medio del análisis del cariotipo. Los
individuos con cariotipo XY o XX son respectivamente masculinos o femeninos
desde este criterio.
- Criterio gonadal. Alude al modo como se produjo la histogénesis gonadal. El
sexo masculino se caracteriza por la diferenciación gonadal en sentido
testicular y el femenino por la diferenciación en sentido ovárico.
- Criterio genital interno. En condiciones normales depende de, y es coherente
con, la diferenciación gonadal. Alude al modo como se selecciona el tipo
desarrollo de los conductos genitales internos: el modo de desarrollo de tipo
femenino (atrofia de conductos de Wolff y desarrollo de conductos de Müller)
o el desarrollo de tipo masculino (desarrollo de conductos de Wolff e
involución de conductos de Müller. De acuerdo con estas modalidades de
desarrollo el sexo masculino se define por la presencia del epidídimo, conducto
deferente, etc. y el femenino por la presencia de trompas, útero, vagina.
- Criterio genital externo. En condiciones normales depende de, y es coherente
con, la diferenciación gonadal. Alude a la modalidad según la cual se
diferencian el tubérculo genital y las eminencias uretrales y genitales. En la
modalidad masculina se desarrollan el pene, la uretra peneana y las bolsas
escrotales; en la modalidad femenina: el clítoris, los labios menores y mayores.
En condiciones normales es el criterio que aplica el médico para definir el sexo
de un individuo recién nacido. Ante dudas en esta instancia se recurre a evaluar
otros criterios.
En la especie humana se aplican también los términos sexo legal, sexo de
crianza, sexo social, sexo psicológico y otros que no siempre tienen definición
precisa en el campo de la biología humana.
Los términos sexo legal y sexo de crianza no aluden a criterios biológicos que
definen el sexo. Se denomina sexo legal o civil al que se asigna a la persona en
el momento del nacimiento y que figura en su documento de identidad. El sexo
de crianza, a su vez, deriva del sexo legal. Alude al, y resulta del, modo como se

314. 314
educa al individuo en la familia, la escuela, etc. Los términos sexo psicológico y
sexo social están muy relacionados y aluden a la modalidad y/o rol masculino o
femenino con que el individuo maneja su conducta general en su vida privada
y/o se presenta y desempeña en su vida en sociedad.
En consonancia con modificaciones legales introducidas recientemente en
nuestro país, en la actualidad existe también el concepto de “identidad de
género”. Este concepto alude al derecho que asiste a las personas, en nuestra
sociedad, de elegir una “condición social” de tipo femenino o masculino,
independientemente de su sexo biológico, de acuerdo con las características
psicológicas, sociales, preferencias sexuales, etc., que el individuo elija como
más apropiada a su persona. Vale decir, como una elección de una forma de
vida que posibilita satisfacer sus expectativas de realización como ser humano.
- Criterio conductual o de diferenciación del sistema nervioso central. En los
animales cuya conducta sexual implica la realización de un cortejo integrado
por un conjunto típico de actos estereotipados que conducen a la cópula, se
define también un criterio denominado conductual. Este criterio pone de
manifiesto principalmente el tipo de determinación y diferenciación sexual que
experimentó el sistema nervioso (SC La diferenciación sexual del sistema
nervioso central). El sistema nervioso central sufre un proceso de determinación
sexual que, al igual que otros órganos que exhiben dimorfismo sexual,
depende de la presencia o ausencia de hormonas masculinizantes durante un
período crítico breve.
Algunos autores incluyen otros dos criterios: el criterio cromatínico y el criterio
hormonal. El criterio cromatínico alude al hecho de que el examen de la
cromatina de células interfásicas descamadas permite ver con facilidad el
corpúsculo de Barr (un cromosoma X condensado). El número de corpúsculos
de Barr informa cuántos cromosomas X posee la célula. El criterio hormonal
alude a que tanto en varones como en mujeres, si bien ambos producen
hormonas masculinas y femeninas, existe un patrón (o combinación) típico de
concentraciones de hormonas de tipo masculino y otro de tipo femenino.
Tomando en consideración todos estos criterios resulta claro que la definición
del sexo de cualquier individuo depende de la coherencia con la que se
expresan. Desde el punto de vista biológico, la coherencia en la modalidad de
expresión de dichos criterios define la normalidad y el individuo es de sexo
masculino o femenino: a) es de sexo masculino aquel individuo en el que todos
los criterios se expresan al modo masculino y b) es de sexo femenino aquel
individuo en el que todos los criterios se expresan al modo femenino. Los
individuos en los que tales criterios se expresan incoherentemente padecen de

315. 315
alguna de las alteraciones de la determinación o la diferenciación sexual
analizados en el capítulo 8, o alguna otra que por motivos de espacio o
relevancia no han sido incluidas.
En los animales, la incoherencia en la expresión entre criterios que permiten
definir el sexo se denomina genéricamente estado intersexual. Éste incluye
básicamente todo el conjunto de patologías congénitas de la diferenciación
sexual presentes en la especie humana.
Bibliografía
Lee PA, Houk CP, Ahmed SF, Hughes IA. (2006). Consensus Statement on
Management of Intersex Disorders. In collaboration with the participants in the
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Wilkins Pediatric Endocrine Society and the European Society for Paediatric
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Link
http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/118/2/e488
SC 8.2. Combinatorias de factores de transcripción involucrados en la regulación
de la determinación y diferenciación sexual de las gónadas. R. Rey, V. Flores.
Clásicamente se considera que existe un sexo básico, el femenino, y que la
diferenciación en sentido masculino es consecuencia de un redireccionamiento
del sexo básico. El concepto clásico es que la diferenciación en sentido
masculino requiere algún factor determinante testicular (TDF) en tanto que la
omisión de éste produce diferenciación en sentido ovárico.
La existencia de un TDF fue un requisito de la concepción clásica. Más de un
“factor” ha ocupado, en los últimos tiempos, el lugar del TDF. Así, en la
literatura clásica en general se menciona el término determinación sólo para
referirse al desarrollo en sentido testicular. Últimamente, sin embargo, han
aparecido trabajos en los que se habla también de determinación ovárica.
La determinación del sexo en sentido masculino no es consecuencia de la
expresión de alguna molécula en particular, sino consecuencia de la expresión
de una combinatoria de factores de transcripción, entre los cuales se halla la
proteína Sry. Los genes codificantes de dichos factores de transcripción están
localizados tanto en cromosomas sexuales como en autosomas. De modo
similar, la determinación del sexo en sentido femenino también es
consecuencia de la expresión de otra combinatoria de factores de transcripción,
entre los cuales se halla la proteína Dax. También en este caso los genes

316. 316
codificantes de dichas proteínas se hallan en cromosomas sexuales y
autosomas.
El período bipotente de las gónadas. Antes de la determinación del sexo existe
un período de tiempo durante el cual las gónadas inician su diferenciación pero
aún no están determinadas. Dicho período se denomina bipotente ya que la
gónada retiene potencia para determinarse y diferenciarse en cualquiera de
ambos tipo de gónadas (Fig. SC 8-2-1). Durante el período bipotente, las
gónadas de individuos XX o XY expresan la misma combinatoria de proteínas
factores de transcripción Wt1 y Gata4.

317. 317
Fig. SC 8-2-1. Esquema de los comportamientos moleculares involucrados en la
determinación y diferenciación sexual en sentido masculino.
La determinación sexual de las gónadas en sentido masculino. También se
denomina determinación primaria (Fig. SC 8-2-1)
- Se inicia con la expresión del factor de transcripción Sry en las células del
epitelio celómico que son precursoras de las células de Sertoli.
- El factor Sry estimula la expresión de la proteína factor de transcripción Sox9
en las células del epitelio celómico y estimula su diferenciación en células de
Sertoli.
- La expresión de la proteína Sry es transitoria, pero inicia una cascada génica
de diferenciación en sentido masculino en la que se expresan varias otras
proteínas que participan en la diferenciación de todos los tejidos testiculares.
- Las células del epitelio celómico inician la expresión de la proteína señal factor
de crecimiento fibroblástico 9 (Fgf9), que atraería quimiotácticamente a las
células del mesodermo intermedio que forman el blastema gonadal.
- La proteína señal Dhh, secretada por las células de Sertoli, y la proteína
receptor Patched2 (receptor de Dhh), expresada por las células germinales, las
peritubulares y las intersticiales, participarían en las interacciones celulares por
medio de las cuales se sintetizan y depositan los componentes de la membrana
basal necesarios para el armado y mantenimiento de los cordones testiculares.
- Las células de Sertoli en diferenciación también expresan las proteínas de
membrana vanina-1 y nexina-1 que también participarían en el mantenimiento
de la membrana basal que rodea los cordones testiculares y en la adhesión a las
células peritubulares.
- El factor de transcripción Sox9 expresado por las células de Sertoli estimula la
síntesis y secreción de la proteína señal hormona antimülleriana (AMH) por
parte de estas células. La proteína Sox9 también estimula la expresión de la
proteína factor esteroidogénico 1 (Sf1).
- La proteína Sf1, a su vez, en las células de Leydig en diferenciación, estimula la
expresión de las enzimas responsables de la producción de hormonas
esteroideas, como la testosterona.
- Los factores de transcripción Gata4 y Wt1 y también Sf1 modulan
positivamente y refuerzan la expresión de AMH inducida por Sox9.

318. 318
- Las señales Fgf9 y Dhh generadas por las células de Sertoli estimulan la
diferenciación de las células de Leydig, secretantes de andrógenos, a partir del
mesénquima del blastema gonadal. La señalización vía Hedgehog (Hh) es
responsable de estimular la diferenciación de las células progenitoras Sf1+ del
blastema gonadal en células de Leydig fetales. Sin embargo, no todas las
células progenitoras Sf1+ se diferencian en células de Leydig fetales. Algunas
de ellas permanecen indiferenciadas durante todo el desarrollo. Se ha
postulado que estas últimas originan a las células de Leydig adultas y que la
señalización vía Hh participaría dinámicamente en modular las proporciones en
la generación de ambos tipos de células a partir de las progenitoras Sf1+.
- La expresión del factor de transcripción Sry antagoniza la acción del factor de
transcripción Dax1 que, indirectamente, instala una inhibición a la expresión
del Sf1.
- Así, la expresión de Sf1 actúa sin freno en las células de Leydig y aumenta la
síntesis de testosterona necesaria para la diferenciación testicular y de los
restantes órganos sexuales masculinos internos y externos.
- La diferenciación de las células de Leydig incluye la expresión de la proteína
receptor de las hormonas luteinizante/gonadotrofina coriónica (HCG). Estas
hormonas aumentan la proliferación de las células de Leydig y estimulan una
alta secreción de andrógenos. La HCG, de origen placentario, activa la síntesis
de andrógenos por parte de las células de Leydig durante los dos primeros
trimestres de la gestación. La LH producida por la hipófisis fetal lo hace durante
el último trimestre.
Así, dos hechos principales en la diferenciación testicular son a) la constitución
de los cordones de células de Sertoli a partir del epitelio celómico y b) la
diferenciación de las células de Leydig a partir del mesénquima. Del normal
funcionamiento de estas dos poblaciones celulares depende la correcta
diferenciación de los restantes órganos del aparato reproductor masculino y la
coherencia en la diferenciación sexual de éstos (véase SC 8.1. Criterios que
definen el sexo de un individuo).

319. 319
Fig. SC 8-2-2. Esquema de los comportamientos moleculares involucrados en la
determinación y diferenciación sexual en sentido femenino.
La determinación sexual de las gónadas en sentido femenino. También depende
de la expresión de una combinatoria de factores de transcripción que
antagonizan el efecto de los que estimulan la determinación en sentido
masculino (Fig. SC 8-2-2).
- Incluida en dicha combinatoria de factores de transcripción se halla la
proteína Dax1 que algunos han propuesto como el factor determinante ovárico
por su papel antagonista de los efectos de Sry.
- La acción del factor Sry es antagonizada por los factores de transcripción Dax1,
Wnt4, Foxl2 y Sox3.
- La proteína Dax1 estimula la expresión del factor de transcripción Wnt4.
- La proteína Wnt4, a su vez, inhibe la expresión de Sf1 que de este modo se ve
impedido de estimular la diferenciación de células o de estimular en las células

320. 320
del mesénquima la expresión de las enzimas responsables de la producción de
testosterona.
- La histogénesis ovárica, específicamente la constitución de folículos
integrados por células germinales rodeadas por células del epitelio celómico, es
dependiente de la presencia de células germinales primitivas al esbozo de
gónada.
- Por ello, todas las señales quimiotácticas e interacciones necesarias para la
migración y proliferación de las células germinales primitivas son
indispensables para la diferenciación ovárica.
- Además, ciertos factores como las proteínas Dazla, Figla y Msh5 que participan
de la regulación de la meiosis y los factores de crecimiento como Bmp15 y Gdf9
son importantes reguladores de la foliculogénesis. La falta de cualquiera de
ellos ocasiona anomalías del desarrollo ovárico.
Bibliografía
Barsoum IB, Kaur J, Ge RS, Cooke PS, Yao HH. (2013). Dynamic changes in fetal
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SC 8.3. Regulación del desarrollo del aparato reproductor durante la fase
bipotencial. V. Flores, R. Rey
La población celular integrante del aparato reproductor que más temprano
aparece es la de células geminales (2ª SD). Durante la 3ª SD ya se generan
poblaciones celulares somáticas que integrarán el aparato reproductor y en la
4ª SD empiezan los primeros procesos de determinación. La más temprana
probablemente sea el mesodermo intermedio. Estos procesos de
determinación no aluden al sexo sino sólo a su carácter de integrantes del
aparato reproductor. El carácter sexual (masculino o femenino) se determina
más tarde. Ello se debe a que, con excepción de los conductos genitales
internos, los órganos de los aparatos reproductor masculino y femenino no son
distintos órganos sino los mismos pero diferentemente diferenciados. Debido a
ello, los esbozos de los órganos del aparato reproductor, desde el punto de
vista de su carácter sexual, pasan por dos etapas: una primera fase bipotencial
en la que los esbozos son bipotentes (poseen capacidad para determinarse y
diferenciarse en cualquiera de ambos sexos) y una segunda fase de

321. 321
determinación y diferenciación sexual. Ingresados en esta segunda fase, los
esbozos sólo pueden diferenciarse normalmente en uno de ambos sexos.
La fase bipotencial. Se extiende hasta la 7ª SD o un poco más dependiendo de
qué órgano se trate. El órgano que más temprano se determina sexualmente y
del cual depende la diferenciación de los demás es el testículo. En la regulación
de los procesos de desarrollo que ocurren durante la etapa bipotencial
participan factores morfogenéticos generales que participan en el desarrollo de
otras regiones corporales u otros aparatos o sistemas. Vale decir, no están
específicamente vinculadas a la diferenciación sexual. Las alteraciones de la
diferenciación sexual ocurren después de dicho período. La fase bipotencial
incluye la formación de varios esbozos bipotentes.
Constitución del esbozo gonadal. Requiere la asociación de tres poblaciones
celulares: a) el mesénquima del mesodermo intermedio (blastema gonadal), b)
la hoja visceral del mesodermo lateral que lo cubre superficialmente (epitelio
celómico) y c) las células germinales primitivas.
a) Determinación del mesodermo intermedio. Ocurre durante la transición del
período presomítico al somítico. Las células que van a formar el mesodermo
intermedio, al ingresar a través del surco primitivo ya toman una posición
intermedia entre el mesodermo paraxil y el lateral: las células del mesodermo
paraxil y del mesodermo lateral se ubican en posición cefálica y caudal,
respectivamente, con respecto al mesodermo intermedio. Ya en el período
somítico, el mesodermo intermedio se extiende desde los segmentos cervicales
hacia el extremo caudal. En su determinación parecen participar tanto señales
mediales, de origen axial o paraxial, como laterales, originadas en el
mesodermo lateral caudal. La expresión de los factores de transcripción Pax2, o
Lim1, considerados marcadores del mesodermo intermedio depende de
señales mediales. Cuando el mesodermo intermedio es separado, por una
incisión quirúrgica, del mesodermo paraxil no expresan dichos marcadores.
b) Determinación del mesodermo lateral. Una vez formado el mesodermo, a lo
largo del eje medio-lateral se instala un gradiente L  m de expresión de la
proteína señal Bmp4 (Bone Morphogenetic Protein: proteína morfogenética del
hueso). Algunos experimentos indican que los elementos mesodérmicos
distribuidos a lo largo de dicho eje (región medial y lateral del somita,
mesodermo intermedio y mesodermo lateral) se determinan y localizan en
forma dependiente de las diferencias en la actividad de la vía de señalización
del Bmp. La determinación de los mesodermos lateral, intermedio y paraxil
requeriría concentraciones altas, intermedias y bajas de Bmp4,
respectivamente. Aumentando la concentración de Bmp4 a lo largo de dicho

322. 322
eje se puede disminuir la extensión de los elementos mediales o, incluso,
convertirlos en los más laterales. En presencia de alta concentración de Bmp4,
todo el mesodermo se transforma en mesodermo lateral.
El proceso de determinación del mesodermo lateral y de sus subregiones
procede de lo general a lo particular. Tempranamente, debido a la expresión
diferencial, espacialmente organizada, de factores de transcripción se segregan
las regiones correspondientes a la placa cardiogénica (corresponde a la región
torácica) y el mesodermo lateral posterior o caudal (corresponde a la región
abdominal). A continuación, esta última se deslamina en las hojas somática y
visceral del mesodermo lateral caudal. De ambas, la visceral se fusiona con el
blastema gonadal y pasa a formar transitoriamente el esbozo gonadal.
c) Formación de las células germinales primordiales (CGP). Su migración a la
cresta gonadal. Las CGP se generan a partir de una subpoblación de células
epiblásticas pluripotentes localizada cerca del extremo caudal del epiblasto
pregastrular. Su aparición en el epiblasto está promovida por señales del
ectodermo extraembrionario, como las proteínas señal Bmp2, 4 y 8, que
estimulan la expresión de la proteína transmembrana inducible por interferón
Fragilis Al parecer esta proteína marca el inicio de la competencia, o de la
determinación, en sentido de germinal. A continuación, estas células, por
medio de interacciones homotípicas, se segregan de las células somáticas
vecinas. Sólo aquellas que expresan alta concentración de Fragilis empiezan la
expresión de la proteína Stella, considerada como marcador de determinación
de la vía germinal. Algunos autores niegan esta posibilidad. Las células Stella+, a
continuación, sufren una represión irreversible de los genes con caja homeótica.
Algunos consideran este hecho como indicio de represión de la vía somática y
elección de la germinal. Sólo unas 40 células del epiblasto realizan este
proceso. Varias investigaciones recientes indican que la expresión de la
proteína Stella no es esencial en la determinación de células germinales. Otras
proteínas, quizá más importantes, participarían en este proceso. Durante la
gastrulación, las CGP del epiblasto migran al mesénquima extraembrionario y
se ubican cerca de la base del alantoides. Según algunos autores, recién en este
lugar se produce la determinación definitiva en sentido germinal ya que, al
parecer, algunas de estas células aún pueden evolucionar como mesénquima
extraembrionario.
Con el plegamiento del embrión, la región ocupada por las CGP es llevada al
interior del embrión. Desde allí migran a través de la hoja visceral y llegan hasta
la región del epitelio celómico de la cresta gonadal.

323. 323
Durante su migración las CGP proliferan, pero no se diferencian. La proteína
señal factor de células madre (SCF), expresada en el mesénquima visceral y en el
epitelio celómico del esbozo de gónada, estimula la proliferación y migración
de las CGP. Éstas, a su vez, expresan en su membrana el receptor de SCF, la
proteína receptor c-kit. La migración dirigida de las CGP también depende de
interacciones con las proteínas de la matriz extracelular laminina y fibronectina.
El número de CGP que llega y se incorpora a la cresta gonadal depende del
balance entre la proliferación y la apoptosis durante su migración. En este
balance interviene un conjunto de proteínas factor de crecimiento y otras;
como ejemplos pueden citarse Fgfb, Egf, Il4, Tnf, Gdnf, Bcl/Bax, etcétera.
Cuando las CGP llegan a la cresta gonadal, junto con los otros tejidos, integran
el esbozo gonadal y se inicia la fase bipotencial del esbozo de gónada. Con
respecto a la fase de diferenciación sexual, se considera que las CGP son
indispensables para la histogénesis del ovario pero prescindibles para la del
testículo (SC 8.2. Combinatorias de factores de transcripción involucrados en la
regulación de la determinación y diferenciación sexual de las gónadas; SC
Regulación hormonal de la diferenciación sexual. Claves para relacionar
alteraciones hormonales y alteraciones de la diferenciación sexual).
Constitución de los esbozos de gonaductos.
La formación de los conductos mesonéfricos (Wolff) está mediada por T m-e
que se producen en los extremos de crecimiento de los conductos pronéfricos
mientras éstos invaden el mesénquima mesonéfrico. El crecimiento y formación
de cada conducto implica un proceso de migración celular dirigido seguido de
una T m-e.
Los factores transcripción Emx2 y Pax2 y otras varias proteínas expresadas en el
mesénquima participan de dicha T m-e (SC 0.19 Transiciones reversibles
mesenquimático-epitelial y epitelio-mesenquimática. CMD involucrados en su
regulación). Las células mesenquimáticas que han iniciado la T m-e inician la
diferenciación de un dominio basal de la membrana plasmática acompañada
de la formación de una lámina basal en las zonas periféricas que quedan en
contacto con el mesénquima. En este proceso de generación y estabilización de
una interfaz de interacción entre epitelio y mesénquima desempeñan un papel
importante las proteínas de matriz extracelular laminina, fibronectina, nidógeno
1 (entactina), proteoglucanos, colágeno tipo IV y otras. La expresión de las
proteínas homeóticas Hox10 y Hoxd13 es también necesaria para una normal
morfogénesis de los conductos de Wolff.

324. 324
Del tubo epitelial resultante de esta T m-e deriva el epitelio de revestimiento de
las estructuras glandulares de la mayor parte de las vías espermáticas. La región
del mesénquima peritubular, que no se epiteliza, originará las capas de tejido
conectivo y de músculo liso de las vías espermáticas. Estas células tienen una
importante función en la respuesta a los andrógenos de origen testicular que
estimulan el crecimiento y diferenciación de los conductos de Wolff.
Los conductos paramesonéfricos (Müller) se forman como resultado de
invaginaciones longitudinales del epitelio celómico de disposición paralela a los
conductos mesonéfricos de cada lado del cuerpo. Dicha disposición parece
deberse a que éstos estimulan el desarrollo de aquéllos. El mesénquima del
mesodermo intermedio también estimula, a través de la liberación de la
proteína señal Wnt4, la formación de los conductos paramesonéfricos. La
expresión de proteínas homeóticas Hoxa13, y otras, es necesaria para el
desarrollo temprano de los conductos de Müller.
Una vez constituido el conducto de Müller, su epitelio de revestimiento secreta
la proteína señal Wnt7a que estimula en el mesénquima circundante la
expresión de la proteína receptor de la AMH (hormona antimülleriana). En el
caso del sexo masculino, la expresión de este receptor conduce a muerte
celular y desaparición del conducto paramesonéfrico por acción de la proteína
AMH secretada por las células de Sertoli. Este efecto se produce a lo largo de un
período sensible de sólo una semana o un poco más. En el caso del sexo
femenino, en ausencia de la proteína AMH, los conductos paramesonéfricos
siguen su desarrollo en tanto que la ausencia de andrógenos llevan a la atrofia
de los conductos mesonéfricos.
Constitución de los esbozos de órganos genitales externos
El tubérculo genital y los pliegues uretrales y labioescrotales están formados
por condensaciones mesenquimáticas recubiertas por epitelio ectodérmico.
Durante la fase bipotencial del desarrollo del tubérculo genital participan varias
proteínas. Entre ellas figuran la proteína homeótica factor de transcripción Hox4
y la proteína señal factor de crecimiento fibroblástico 8 (Fgf8). Este factor de
crecimiento es sintetizado por el epitelio y estimula, en el mesénquima
subyacente, la expresión de otros factores de crecimiento como Fgf10, Bmp4, y
de las homeoproteínas factores de transcripción Msx1 y Hoxd13. Éstas
participan en la morfogénesis del tubérculo genital y también de los esbozos
de los otros órganos genitales externos.
Bibliografía
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325. 325
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SC 8.4. Regulación hormonal de la diferenciación sexual. Claves para relacionar
alteraciones hormonales y alteraciones de la diferenciación sexual. R. Rey
Diferenciación sexual masculina. El testículo fetal secreta dos hormonas
principales. Las células de Sertoli de los cordones seminíferos producen la
proteína señal hormona antimüllerriana (AMH) y las células de Leydig del
intersticio sintetizan la hormona esteroidea masculina testosterona. La AMH se
une a su receptor presente en los conductos de Müller, provocando su
regresión. La testosterona, al unirse a sus receptores en los conductos de Wolff,
permite su diferenciación en epidídimos, conductos deferentes, vesículas
seminales y conductos eyaculadores. En el seno urogenital y en los esbozos de
los genitales externos, la testosterona es transformada, por la enzima 5-alfa-
reductasa tipo 2 en otra hormona esteroidea masculina dihidrotestosterona
(Dht), un andrógeno más potente que se une al receptor de andrógenos con
más afinidad. La Dht estimula a) la diferenciación de la próstata, b) el
crecimiento del tubérculo genital (que forma el pene), c) el crecimiento de la
lámina uretral endodérmica y d) la fusión completa de los pliegues uretrales
que forman así la uretra peneana y la fusión completa de los pliegues
labioescrotales que se diferencian en escroto. También interviene en f) el
descenso testicular a través del conducto inguinal en el 3er
trimestre de la
gestación. Durante los dos primeros trimestres de la gestación, la producción
de andrógenos depende de la estimulación de las células de Leydig por la
proteína hormona gonadótrofina coriónica (HCG). En el último trimestre
depende de la secreción de la proteína hormona luteinizante (LH) secretada por
la hipófisis fetal.
Diferenciación sexual femenina. Los ovarios secretan muy pequeñas cantidades
de andrógenos y de AMH a partir de la 36ª SD. Los ovarios secretan estrógenos
pero éstos no determinan el sexo en sentido femenino. El ovario fetal no

326. 326
produce sustancias que influyan en la diferenciación sexual. La diferenciación
en sentido femenino de los órganos genitales se produce normalmente en
ausencia de ovarios. Lo mismo ocurre en embriones XY castrados antes de que
se produzca la determinación sexual.
La ausencia de las hormonas de origen testicular es suficiente para la
diferenciación en sentido femenino: a) la ausencia de AMH permite la
estabilización, el desarrollo y diferenciación de los conductos paramesonéfricos
que forman útero, trompas y parte superior de la vagina y b) la ausencia de
andrógenos produce la regresión del conducto mesonéfrico. Por otro lado, c) el
seno urogenital origina la porción inferior de la vagina. Por su parte, d) el
tubérculo genital crece muy poco y forma el clítoris, mientras que e) los
repliegues urogenitales y labioescrotales apenas se fusionan en sus extremos
dando lugar a la formación de los labios menores y mayores de la vulva.
Claves para interpretar algunas fallas de la diferenciación sexual.
a) Las anomalías del desarrollo sexual fetal con disgenesia gonadal (fallas en la
diferenciación de las gónadas) implican fallas en el desarrollo de las 2
poblaciones celulares endocrinas del testículo: células de Sertoli productoras de
AMH y células de Leydig productoras de andrógenos. En estos casos, los
conductos genitales internos, el seno urogenital y los genitales externos se
desarrollan en sentido femenino (o con deficiencia en la masculinización).
b) En cambio, las anomalías sin disgenesias gonadales, debidas a mutaciones
que afectan la síntesis de –o la sensibilidad a– sólo una de las 2 hormonas
testiculares, se caracterizan por una incongruencia entre el desarrollo de los
derivados de conductos paramesonéfricos, mesonéfricos, del seno urogenital y
de los genitales externos.
c) En caso de exceso de andrógenos en un feto XX con ovarios provocará una
masculinización de los derivados del conducto mesonéfrico, del seno
urogenital y de los genitales externos, sin afectar el desarrollo del útero y
trompas.
d) En caso de deficiencia del sistema de la AMH debido a mutaciones que
afecta la síntesis de –o la sensibilidad a‒ AMH en un individuo XY, por lo demás
normal, permitirá el desarrollo de los derivados de los conductos
paramesonéfricos sin afectar el desarrollo de los derivados del conducto
mesonéfrico, del seno urogenital ni de los órganos sexuales externos.

327. 327
Descenso de las gónadas. La primera fase, intraabdominal, del descenso
testicular, hasta el orificio del conducto peritoneo-vaginal (futuro orificio
profundo del conducto inguinal) se debe en parte a la regresión del ligamento
suspensorio craneal de la gónada. La regresión de este ligamento depende de
la acción de la hormona factor símil insulina 3 o Insl3 producido por las células
de Leydig del testículo. Algunos autores postulan que la AMH secretada por las
células de Sertoli también desempeña un papel, pero éste es un tema no
aclarado. Durante la fase inguinal del descenso testicular participan, por un
lado, el aumento de la presión intraabdominal que tiene lugar cuando se
desarrolla la musculatura de la cincha abdominal. Esta presión empuja los
testículos hacia el escroto. Por otro lado, la acción de los andrógenos sobre el
gubernaculum testis también es importante. Existen indicios de que los
andrógenos también pueden actuar por un mecanismo neuroendocrino a
través del núcleo espinal del nervio genitofemoral que posee fibras que se
distribuyen a lo largo del gubernaculum testis.
Bibliografía
Rey RA, Grinspon RP. (2011). Normal male sexual differentiation and aetiology
of disorders of sex development. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 25:221-
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SC 8.5. Varones XX y Mujeres XY. Regulación genética y hormonal de la
determinación y diferenciación sexual. R. Rey
En todo embrión con testículos funcionantes, independientemente del
cariotipo que posea el individuo, desde la 7ª SD en adelante, se produce la
diferenciación de las células de Sertoli y se inicia la secreción de la proteína
señal hormona antimülleriana (AMH). Ésta actúa sobre las células
mesenquimáticas, que expresan el receptor de AMH, circundantes a los
conductos de Müller. Las células mesenquimáticas activadas sintetizan una
proteína señal que actúa sobre las células epiteliales de los conductos de Müller
y promueven en ellas el ingreso en la vía de la apoptosis o el ingreso e una T e-
m. El resultado de esta sucesión de eventos es la desagregación del epitelio de
los conductos y su desaparición. En los testículos se inicia también la síntesis y
secreción de testosterona por parte de las células de Leydig. La testosterona
actúa directamente sobre el receptor de andrógenos presente en las células de
los conductos de Wolff, provocando su diferenciación en epidídimo, conducto
deferente, vesícula seminal y conducto eyaculador. En las células del seno
urogenital y de los esbozos de los órganos genitales externos, la testosterona
es transformada en otro andrógeno más potente, la dihidrotestosterona (Dht),
por la enzima 5-α-reductasa tipo 2. La Dht se une al receptor de andrógenos y

328. 328
provoca el desarrollo de la próstata y la masculinización de los genitales
externos.
¿Puede un embrión XX desarrollar testículos funcionantes? En condiciones
normales tal situación es imposible. Pero existen patologías en las que ese
hecho ocurre. Existe un cuadro denominado “Varón XX” en el que el paciente
tiene cariotipo 46, XX y posee testículos. En el 80% de tales casos el paciente
posee un gen SRY anormalmente ubicado en uno de los cromosomas X. ¿Cómo
puede ocurrir tal cosa si la ubicación normal del gen SRY es el brazo corto del
cromosoma Y! La explicación se encuentra en una alteración ocurrida en el
padre del paciente: una anomalía de la meiosis de la espermatogénesis en el
padre. En efecto, el gen SRY asienta en una región del cromosoma Y que no
realiza intercambio genético (crossing-over) con el cromosoma X durante la
meiosis. Sin embargo, su ubicación es muy cercana a una región del
cromosoma Y que sí realiza intercambio genético durante la meiosis, la región
seudoautosómica 1 (PAR 1). Un error en la localización de la zona de
apareamiento y crossing-over entre los cromosomas X e Y, en alguno de los
millones de espermatocitos paternos, puede dar lugar a una translocación del
gen SRY desde el cromosoma Y al cromosoma X. Si esto ocurriera, y ocurre en
un porcentaje bajo de casos, al final de la espermatogénesis habrá un
espermatozoide cuyo cromosoma X tendrá un gen SRY y un espermatozoide
cuyo cromosoma Y carecerá del gen SRY. Si el espermatozoide X con gen SRY
participa de una fecundación con un ovocito normal (aporta un cromosoma X
normal), se formará un embrión XX que contendrá un gen SRY. Este gen se
expresará en el esbozo gonadal bipotente en la 7ª SD, producirá la
determinación de la gónada en sentido testicular y desencadenará la serie de
procesos que concluyen en la diferenciación del testículo (proliferación del
epitelio celómico, quimiotaxis de células del mesodermo mesonéfrico,
interacción de ambos tipos celulares y formación de cordones en los que se
diferencian las células de Sertoli con la ulterior diferenciación de las células de
Leydig en el intersticio). Este cuadro es el de un Hombre XX.
Si el espermatozoide fecundante fuera el cromosoma Y que carece del gen
SRY, entonces la célula huevo tendrá un cariotipo 46, XY pero carecerá de gen
SRY. En el embrión XY, en el esbozo gonadal no se expresará el gen SRY, se
diferenciará en sentido ovárico, no habrá hormonas masculinas y, en
consecuencia, los genitales internos y externos se diferenciarán en sentido
femenino. Este cuadro es el de una Mujer XY.
Bibliografía
Rey RA, Grinspon RP. (2011). Normal male sexual differentiation and aetiology

329. 329
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SC 8.6. Efectos de la expresión del gen SRY en el nivel de organización celular. R.
Rey
El papel del gen SRY (Sexual Region-on-chromosome Y) como factor
determinante testicular o Tdf (Tdf: Testicular determining factor) se empezó a
conocer a principios de los 90. Pasaron varios años antes de que se empezara a
entender cómo participa la proteína Sry en el dimorfismo sexual del esbozo
gonadal. En mamíferos XY (ratón), la proteína Sry se expresa durante un día en
células del epitelio celómico de la cresta gonadal y estimula la proliferación de
dicho epitelio. En los individuos XX, las células del epitelio celómico no
expresan la proteína Sry y prolifera con menor intensidad.
Las experiencias de disociación y asociación de tejidos en medios de cultivo
permitieron entender algunos CCD y CMD involucrados en la diferenciación
sexual. En efecto, los experimentos de disociación y recombinación recíproca
entre células mesonéfricas y células del epitelio celómico de ratones XY
(machos) y XX (hembras) dan los siguientes resultados:
- La reasociación, en un medio de cultivo, del tejido mesonéfrico de un embrión
XY (masculino) con epitelio celómico de un embrión XX (femenino) deriva en
una intensa actividad proliferativa por parte de las células del epitelio celómico
(XX). El tejido mesonéfrico en cuestión es el que normalmente da origen al
blastema gonadal del esbozo del testículo.
- La reasociación, en un medio de cultivo, de tejido mesonéfrico de un embrión
XX (femenino) con epitelio celómico de un embrión XY (masculino) no se
traduce en una estimulación de la proliferación del epitelio celómico (XY). El
tejido mesonéfrico en cuestión es el que normalmente da origen al blastema
gonadal del esbozo del ovario.
Estos resultados indican que a) las células de mesénquima mesonéfrico, las que
luego se constituyen en blastema gonadal, generan alguna(s) señal(es) que
estimula(n) la proliferación de células del epitelio celómico que lo recubre
superficialmente y que b) tanto las células del epitelio celómico de embriones
XY como las de embriones XX son capaces de responder a la señal generada en
las células mesonéfricas.

330. 330
Esta exacerbación de la proliferación del epitelio celómico es el primer CCD que
se pone en acción como resultado de la activación del gen SRY y genera los
primeros cambios citológicos (proliferación), histológicos (engrosamiento del
epitelio celómico) y anatómicos (aumento de tamaño gonadal) que
constituyen el primer indicio de diferenciación en sentido masculino. El
aumento del tamaño gonadal también es manifestación de la migración del
mesénquima mesonéfrico hacia el epitelio celómico del esbozo gonadal. En
efecto, a la proliferación del epitelio celómico, le sigue una migración dirigida
de las células del mesénquima mesonéfrico hacia la gónada en formación. Las
experiencias de reasociación in vitro para analizar este proceso dan el siguiente
resultado:
- En experimentos de reasociación de una gónada XY + una gónada XX + un
mesonefros (XX o XY), dispuestos de modo que la gónada XX quede entre los
otros dos tejidos embrionarios, se observa que las células del mesonefros
migran hacia la gónada XX, y que en ésta se forman estructuras cordonales
epiteliales con depósito de laminina en su entorno similares a los cordones
seminíferos. A continuación, las células de los cordones comienzan la expresión
de Sox9, una proteína típica de la célula de Sertoli. Estos fenómenos que
ocurren en la gónada XX, en estas condiciones de cultivo, son similares a los
que ocurren naturalmente en las gónadas XY.
Este resultado indica que una vez iniciada la diferenciación masculina
caracterizada por la proliferación del epitelio celómico, éstas regulan la
diferenciación testicular estimulando la migración dirigida de las restantes
células somáticas con la consiguiente formación de cordones epiteliales y su
diferenciación en células de Sertoli. Así, las células del epitelio celómico pueden
ser consideradas como un centro señalizador para la histogénesis y
citodiferenciación de la gónada masculina.
La activación de la expresión de la proteína Sry en las células del epitelio
celómico es sólo el inicio de un conjunto de vías de señalización que llevan a la
diferenciación testicular. Existen varios modelos sobre la cascada de eventos
que siguen a la expresión de Sry (SC 8.2. Combinatorias de factores de
transcripción involucrados en la regulación de la determinación y
diferenciación sexual de las gónadas). Se considera que entre las vías de
señalización involucradas están las de varios factores de crecimiento.
Bibliografía
Tilmann C, Capel B. (1999). Mesonephric cell migration induces testis cord
formation and Sertoli cell differentiation in the mammalian gonad.
Development 126: 2883-90.

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Tilmann C, Capel B. (2002). Cellular and molecular pathways regulating
mammalian sex determination. Recent Prog Horm Res 57: 1-18.
SC 8.7. Constitución del esbozo gonadal. El origen de las poblaciones celulares
que integran el esbozo. V. Flores
El esbozo gonadal aparece en el mesodermo intermedio a la altura de los
niveles segmentarios en los que, en el cordón nefrógeno, se forma el
mesonefros. A lo largo de dichos niveles segmentarios, un poco más
medialmente, se origina el esbozo de la glándula suprarrenal.
La relación es tan íntima desde el punto de vista embriológico y funcional que,
en algunas especies (roedores), se considera que todo el mesénquima de dicha
región corresponde al mesonefros que, en consecuencia, aportaría células a los
otros dos esbozos de órganos.
Hasta el momento de la determinación sexual, las gónadas de embriones XY o
XX son indistinguibles y tienen la capacidad de diferenciarse en cualquiera de
ambos sexos, de ahí la designación de dicho intervalo temporal como período
bipotencial.
La determinación en sentido masculino se inicia con la expresión de una
combinatoria de factores transcripción que incluye el factor gen Sry, en algunas
de las células del epitelio celómico. Estas células se diferencian entonces en
células pre-Sertoli que abandonan el epitelio y luego se diferencian en células
de Sertoli.
Las células pre-Sertoli y luego las de Sertoli se comportan como centro
señalizador de las demás células del esbozo gonadal dirigiendo su
comportamiento proliferativo, migratorio, formas de asociarse en el espacio,
etc., y, en definitiva su modo de diferenciación sexual. Las células de Sertoli
también tienen la capacidad de dirigir el comportamiento de otras células del
epitelio celómico ya que la proteína Sry no sólo cumple función masculinizante
en la célula que la expresa (no requiere ser autónoma de la célula).
Las células del epitelio celómico que expresan la proteína Sry pueden reclutar a
las demás a convertirse en células de Sertoli, aun cuando no expresen el factor
Sry, como es el caso de las quimeras formadas por células XX y XY que se
diferencian en testículos. En estos casos hay un gran porcentaje de células de
Sertoli XY pero también se encuentran células de Sertoli XX. Las células que
más tempranamente expresan la proteína Sry se hallan debajo del epitelio
celómico (pre-Sertoli) que probablemente estimulan a las otras células del

332. 332
epitelio y quizá también a células del mesénquima mesonéfrico.
Probablemente se requiera su desprendimiento del epitelio para iniciar la
síntesis de Sry. Las células homólogas a las de Sertoli en el sexo femenino son
las células foliculares.
Las células de Leydig son tempranamente identificadas como células del
mesénquima mesonéfrico que exhiben alta expresión de la proteína factor
esteroideogénico Sf1. Estas células probablemente sean también precursoras
de células esteroidogénicas de la corteza suprarrenal. Las células de Leydig
tienen como función secretar andrógenos y estimular la diferenciación en
sentido masculino de los gonaductos, seno urogenital y órganos genitales
externos. Las células homólogas en el sexo femenino son las células de la teca
interna de los folículos ováricos.
Otra población de células somáticas que aparece tempranamente en la gónada
XY y que también proviene del mesénquima mesonéfrico es precursora de
células mioides peritubulares. Se distribuyen alrededor de los cordones
seminíferos y contribuyen a su estabilización. No hay células homólogas en el
sexo femenino.
También aparecen tempranamente, en ambos sexos, células del mesénquima
mesonéfrico vasculogénicas (las más tempranas son endoteliogénicas). Si bien
aparecen en ambos, la vasculatura que generan es diferente, su grado de
desarrollo es mayor y más temprano en la gonada XY.
Las células germinales primordiales tienen el mismo origen en ambos sexos. La
diferenciación y el comportamiento proliferativo de estas células como
ovogonias o espermatogonias no depende de su genotipo XX o XY sino del
genotipo de las células del epitelio celómico.
Los primeros signos de diferenciación sexual aparecen en el sexo masculino y
consisten en un aumento de tamaño debido al ingreso de células del
mesonefros, el incremento en la proliferación de las células del epitelio
celómico, la formación de cordones epiteliales y la formación de una red
vascular característica.
Bibliografía
Bullejos M, Koopman P. (2001). Spatially dynamic expression of Sry in mouse
genital ridges. Dev Dyn 221(2):201-5.
Hacker A, Capel B, Goodfellow P, Lovell-Badge R. (1995). Expression of Sry, the
mouse sex determining gene. Development 121(6):1603-14.
Koopman P, Münsterberg A, Capel B, Vivian N, Lovell-Badge R. (1990).

333. 333
Expression of a candidate sex-determining gene during mouse testis
differentiation. Nature 348(6300):450-2.
SC 8.8. La formación de la uretra peneana: procesos complejos, anomalías
frecuentes. V. Flores
Una malformación frecuente en el varón es el hipospadias. Frecuentemente es
un componente de síndromes debidos a alteraciones de la regulación
hormonal de la diferenciación sexual, pero también puede ocurrir en ausencia
de alteraciones hormonales. En general, cuantas más poblaciones participan de
un proceso y cuantos más CCD estén involucrados, más complejo es el proceso
y, también en general, cuando más complejo es un proceso de desarrollo, más
frecuentemente falla. En las situaciones en las que poblaciones celulares
bilaterales ‒que están ubicadas superficialmente y recubiertas por ectodermo‒
deben fusionarse con las del lado opuesto (como en el caso de los genitales
externos en el varón, o el cierre del tubo neural) o estructuras mediales deben
fusionarse con otras laterales (como en el caso del labio superior), muy
frecuentemente se producen alteraciones que derivan en una falla de la fusión
con la formación de de un orificio o de un surco anormal que asienta a lo largo
de lo que normalmente debería ser la línea de fusión.
La figura SC 8-8-1 A corresponde a un esquema del contorno del seno
urogenital y del tubérculo genital en vista lateral y la figura SC 8-8-1 B ilustra,
en un corte transversal del tubérculo genital, cómo se organizan las tres
poblaciones celulares (ectodermo, mesodermo y endodermo) que lo integran.
La lámina uretral endodérmica se constituye como una prolongación epitelial
endodérmica medial y maciza que crece a partir del ángulo entre la cara
anterior del seno urogenital y la membrana uretral. Esta lámina tiene
disposición medial; ventralmente entra en contacto directo con el ectodermo
del surco uretral; éste se encuentra bordeado por los pliegues uretrales. En
todo el resto de su contorno, la lámina uretral está separada del ectodermo
epidérmico por el mesénquima del tubérculo genital.

334. 334
Fig. SC 8-8-1. A. Vista lateral derecha del seno urogenital y el tubérculo genital.
B. Corte transversal del tubérculo genital según el plano indicado con línea de
puntos en A.
La formación de la uretra peneana implica la producción, a partir del estado
inicial (Fig. SC 8-8-1B), de un conjunto de fenómenos ordenados en tiempo y
espacio (Fig. SC 8-8-2 A-F): a) inducción de muerte celular en la zona central de
la lámina uretral endodérmica; b) muerte celular del ectodermo superficial; c)
unión o continuidad transitoria entre los epitelios endodérmico y ectodérmico
y la formación de un surco uretral rodeado por endodermo; d) a continuación,
fusión de los bordes derecho e izquierdo del epitelio ectodérmico de los bordes
uretrales y e) formación transitoria de un cordón macizo ectodérmico en la
zona de fusión; f) inducción de muerte celular y T e-m en el cordón ectodérmico
macizo con separación de los epitelios endodérmico y ectodérmico e
interposición del mesénquima entre ambos epitelios.
Fig. SC 8-8-2. Secuencia de eventos involucrados en la formación de la uretra
peneana. A-F. Desarrollo normal.
Todos estos procesos permiten que el mesénquima de los lados derecho e
izquierdo se fusionen y separen los epitelios endodérmico ‒que delimita la
futura uretra‒ y ectodérmico ‒que formará la epidermis de la piel del pene‒.
Una vez constituida dicha línea de fusión, o rafe, a lo largo de ella deben
estructurarse los procesos histogenéticos involucrados en la diferenciación de
las capas de la uretra, las capas de la piel, el cuervo esponjoso, etcétera.

335. 335
Todos los CCD mencionados en cada una de las poblaciones celulares se
encuentran relacionados entre sí temporal y espacialmente por medio de
señales. Todos ellos se presentan en una sucesión temporal precisa y progresan
en el espacio desde la base al extremo distal del tubérculo genital. Cualquier
desfase en el curso temporal de alguno de dichos procesos puede
comprometer la secuencia completa y derivar en una falla del cierre de la
uretra. Entre estas fallas se hallan los hipospadias, de los cuales existen diversos
tipos, que consisten en la existencia de una comunicación entre la luz de la
uretra peneana y la superficie ventral del pene. En estas circunstancias, la uretra
permanece abierta con un aspecto similar al que se ilustra en la figura SC 8-8-2
c.
Bibliografía
Baskin LS. (2000). Hypospadias and urethral development. J Urology 163
(3):951-6. Baskin LS, Ebbers MB. (2006). Hypospadias: anatomy, etiology, and
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Kalfa N, Philibert P, Sultan C. (2009). Is hypospadias a genetic, endocrine or
environmental disease, or still an unexplained malformation? Int J Androl
32(3):187-97

336. 336

337. 337
SC 9.1. El cierre del tubo neural. V. Flores
SC 9.2. Poblaciones celulares organizadoras (pcO) y la regionalización y
determinación progresiva del tubo neural. V. Flores
SC 9.3. La metamerización del SNC. V. Flores
SC 9.4. Las placas alares y basales. Su función de desarrollo. Su evolución
diferencial en función del espacio (eje céfalo-caudal). V. Flores
SC 9.5. Origen y formación de la cresta neural. Determinación y migración
temprana. V. Flores
SC 9.6. Regionalización de la cresta neural. V. Flores
SC 9.7. La remodelación de circuitos dependiente de la actividad espontánea
durante el desarrollo embrionario y el refinamiento de circuitos dependiente de
la estimulación ambiental posnatal. V. Flores
SC 9.8. La fase proliferativa del desarrollo del SNC. Subfases y tipos de
proliferación celular durante la neuronogénesis y gliogénesis. V. Flores
SC 9.9. La fase migratoria del desarrollo del SNC I. Tipos de comportamientos
migratorios. La translocación del soma. V. Flores
SC 9.10. Especificación/determinación y diferenciación de tipos celulares en el
sistema nervioso. Las fases de la diferenciación neuronal. V. Flores
SC 9.11. Bases celulares y moleculares de la neuritogénesis. El comportamiento
del cono de crecimiento axonal. V. Sánchez
SC 9.1. El cierre del tubo neural. V. Flores
Luego de su formación (determinación y diferenciación parcial) y modelación,
la placa neural, debido a interacciones con tejidos adyacentes con los cuales
contacta, se transforma en tubo neural. El proceso global consta de varios
fenómenos: a) generación de un surco medial, b) sobreelevación de los bordes

338. 338
de la placa y formación de los pliegues o labios del surco neural, c)
acercamiento de los pliegues neurales a la línea media, d) fusión de los pliegues
en la línea media, e) segregación de las tres poblaciones celulares que integran
los labios del surco neural (ectodermo neural, cresta neural y ectodermo
epidérmico), f) fusión de los lados derecho e izquierdo de la placa neural y del
ectodermo epidérmico, g) migración de las células de la cresta neural y h)
recomposición y estabilización de los epitelios.
- Al principio, la placa neural es plana (Fig. SC 9-1-1 A). La formación del tubo
neural se inicia con la formación del surco medial en la placa neural. Este
fenómeno depende principalmente del comportamiento de células que
ocupan la línea media de la placa neural. En la región cefálica de la placa neural
–la zona que interactúa con el mesodermo precordal y que dará origen al
prosencéfalo–, las células mediales se originan directamente del ectodermo
neural. En la región caudal –la que interactúa con la notocorda y que originará
al cerebro posterior y la médula– las células mediales provienen del nódulo de
Hensen. Éste genera tanto las células de la notocorda como también las de la
placa del piso. Las células mediales, independientemente de su origen, sufren
cambios de forma promovidos por el mesodermo subyacente, de cilíndricas
pasan a ser cónicas o piramidales truncas y, como consecuencia, la placa se
pliega generándose un surco medial, el surco neural. El sitio en que se genera el
surco neural opera como eje de giro de las mitades derecha e izquierda de la
placa neural; debido a ello se denomina “bisagra medial” (Fig. SC 9-1-1 A-B).
- Los bordes de la placa neural –la zona de transición entre ésta y el ectodermo
epidérmico– se encuentran ocupados por una población celular determinada a
formar la cresta neural. Tres conjuntos de fuerzas, actuando simultáneamente,
podrían producir la elevación hacia el dorso de los bordes del surco neural (Fig.
SC 9-1.1 B): 1) el efecto de la bisagra medial eleva los bordes de la placa neural
hacia el dorso, 2) la notocorda y la placa del piso se encuentran fuertemente
adheridas y al conjunto se lo denomina “notoplaca” (Fig. SC 9-1-1 B). Ésta, en el
momento en que empiezan a sobreelevarse los pliegues neurales, sufre un
proceso de rápida elongación. Durante dicho proceso, la notoplaca es la
estructura más rígida del embrión. Las regiones no mediales de la placa neural,
por el contrario, exhiben un comportamiento elástico. La notoplaca realiza una
fuerza de tracción que genera una línea de tensión generalizada a lo largo de
la línea media y las regiones laterales de la placa, debido a su comportamiento
elástico, descomponen dicha fuerza a lo largo de arcos o curvas orientadas
perpendicularmente a la línea de tensión medial. La placa neural adopta la
forma de dichos arcos y se pliega. Este efecto puede ser apreciado por una
experiencia simple: se sugiere al lector que tense una lámina elástica

339. 339
generando una tracción sobre ella. A lo largo de la línea de tensión se generará
un surco (corresponde al surco medial de la placa); lateralmente a éste se
formarán dos pliegues (corresponden a los pliegues neurales); 3) debido a la
acción de estas dos fuerzas, los bordes de la placa se elevan, dejan de estar en
contacto con el mesodermo paraxil y ello permite que la superficie basal de la
placa neural realice interacciones de adhesión directa con la superficie basal del
ectodermo epidérmico (Fig. SC 9-1-1 C-D). Estas interacciones generan fuerzas
de adhesión intersuperficiales que contribuyen a acentuar los pliegues neurales
que entonces sobresalen hacia el dorso. Si se cultivan pequeños trozos del
borde de la placa neural que contienen la zona de transición y el ectodermo
epidérmico, ambos se adosan fuertemente y forman pliegues similares a los
pliegues neurales.
- El acercamiento de los pliegues neurales hacia la línea media podría ser
consecuencia de la operación de tres conjuntos de fuerza: 1) el incremento en
la adhesión entre las dos hojas que forman cada pliegue neural hace que
aumente la superficie de contacto entre ambas y que los bordes libres de cada
pliegue se curven hacia la línea media (Fig. SC 9-1-1 D); 2) en las regiones
laterales de la placa, promovidas por el contacto con el ectodermo epidérmico,
se generan, a cada lado, cambios de forma celular que producen el mismo
efecto descrito en la bisagra medial. Estas dos regiones se denominan “bisagras
laterales” (Fig. SC 9-1-1 D); ellas generan fuerzas que curvan el borde libre del
pliegue hacia la línea media; 3) los dos efectos descritos sólo son efectivos
porque el surco medial de la placa se mantiene fuertemente unido en
profundidad a la notocorda que sigue operando como elemento rígido (Fig. SC
9-1-1 D-G). La interacción con la notocorda hace que la línea media de la placa
quede adherida profundamente en la línea media ventral; simultáneamente las
fuerzas de adhesión entre las superficies basales de la placa neural y del
ectodermo epidérmico y las bisagras laterales hacen que los pliegues se
aproximen a la línea media dorsal (Fig. SC 9-1-1 D-E). Por otro lado, estos
efectos son posibles debido que el resto del ectodermo epidérmico en este
momento se comporta como un material viscoso, se acomoda a las tracciones
generadas sobre toda la superficie corporal, se distiende fácilmente y las
tracciones desaparecen.
- Una vez que los labios del surco neural contactan en la línea media, ellos se
adosan fuertemente (Fig. SC 9-1-1 E-F). En la zona de contacto, el epitelio se
desestabiliza debido a cambios en las propiedades de adhesión de las tres
poblaciones celulares que se localizan en los bordes que contactan (células de
la placa neural, de la cresta neural y del ectodermo epidérmico). Mientras las
células de la placa neural expresan E-cadherinas, su continuidad con el

340. 340
ectodermo epidérmico se mantiene estabilizada. A medida que los bordes de
los pliegues neurales se aproximan hacia la línea media, las células de la placa
neural cambian sus propiedades de adhesión. Cesa la síntesis de E-cadherinas e
inician la expresión de N-cadherinas y N-CAM. Esto desestabiliza la zona de
continuidad de los epitelios y se produce un fenómeno de segregación y
reagregación por adhesividad diferencial. De esa forma, las células de los
bordes derecho e izquierdo de la placa neural se desprenden del ectodermo
epidérmico y se fusionan entre sí (Fig. SC 9-1-1 F-G).
- Este proceso de desagregación y reagregación de los epitelios está
acompañado de una degradación de la membrana basal. Durante dicho
proceso se pierde transitoriamente, en sitios localizados, la separación neta
entre epitelio y mesénquima; las células de la cresta neural abandonan
entonces el epitelio y se introducen en el compartimento mesenquimático (Fig.
SC 9-1-1 F). Una vez que migran las células de la cresta neural se reconstruye, en
la línea media dorsal, la continuidad entre los bordes derecho e izquierdo del
ectodermo epidérmico (Fig. SC 9-1-1 F-G). De esta forma, el ectodermo
epidérmico cubre la superficie dorsal (este ectodermo genera señales que
tienen importante influencia en el desarrollo ulterior de la cresta neural y el
tubo neural) y se constituye el tubo neural que queda cubierto por el
ectodermo. Entre ambos quedan las células de la cresta neural. En la región
cefálica las células de la cresta neural abandonan el epitelio antes que se cierre
el tubo neural, en la región medular lo hacen recién cuando los labios derecho
e izquierdo se fusionan.

341. 341
Fig. SC 9-1-1. Representación esquemática de los diversos cambios que llevan a
la formación del tubo neural a partir de la invaginación de la placa neural.
Durante dicho proceso se forman también la cresta neural y los segmentos
bilaterales de cresta que llevan a la formación de los ganglios (espinales y
craneales) de neuronas sensoriales primarias.
- Finalmente, las células de la cresta neural migran lateralmente y se ubican a
ambos lados del tubo neural. Mientras tanto, en los somitas del mesodermo
paraxil, que quedan ubicados a ambos lados del tubo neural, se constituye el
dermatomo. Una parte de las células del dermatomo migran medialmente
entre el ectodermo epidérmico y el tubo neural y generan el mesénquima que
contribuye a separarlos. Al mismo tiempo se refuerzan la membrana basal y la
matriz extracelular subyacente a dichos epitelios. En dicho mesénquima, más
tarde se introducen poblaciones de células del esclerotomo; éstas contribuyen
a generar las cubiertas cartilaginosas y luego óseas que forman los huesos que

342. 342
delimitan el conducto raquídeo. En la región craneal dichos tejidos provienen
del mesénquima cefálico que generan las propias células de la cresta neural.
Puede apreciarse que el proceso descrito, aunque morfológicamente simple,
resulta de muchos CCD que actúan en forma integrada en el tiempo y en el
espacio. Los CCD más directamente implicados son el cambio de forma celular,
la adhesividad intercelular diferencial, la proliferación diferencial y otros. Todos
estos CCD dependen, a su vez, de procesos biomoleculares sincronizados en
tiempo y espacio y que se regulan interactivamente entre las poblaciones
celulares participantes. En teoría, las alteraciones en cualquiera de las
moléculas involucradas en la ejecución o control de los CCD señalados pueden
ocasionar alteraciones de la línea media dorsal denominadas genéricamente
disrafias (véase Capítulo 9, Desarrollo del sistema nervioso).
BibliografíaBibliografía
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chick neural plate and its role in neural tube formation. J Exp Zool 250(1):49-62.
SC 9.2. Poblaciones celulares organizadoras (pcO) y la regionalización y
determinación progresiva del tubo neural. V. Flores
El inicio del desarrollo del sistema nervioso central está marcado por el efecto
determinante ejercido por un conjunto de señales provenientes del
organizador clásicamente denominado primario o nódulo de Hensen. Este
efecto consiste en la determinación en sentido neural o “neuralización” y no
implica, al parecer, ninguna especificación particular adicional (como por
ejemplo regiones o categorías o tipos celulares básicos). Este fenómeno se
produce antes de la gastrulación; cuando las células de la futura notocorda aún
se encuentran en la hoja dorsal del embrión. Vale decir, es un efecto de
señalización por medio de señales que difunden en el plano del epitelio dorsal
del embrión o epiblasto. Se ha estimado que en algunas especies alrededor del
50% de las células epiblásticas experimentan neuralización. Las restantes
células corresponderían al ectodermo epidérmico. Sin embargo, una parte de

343. 343
las células que ocupan la zona de transición entre los ectodermos neural y
epidérmico se determina en sentido de cresta neural.
Con respecto a la organización longitudinal o céfalo-caudal del tubo neural, el
siguiente paso en la determinación progresiva de regiones corresponde a la
especificación de los cerebros anterior, por un lado, y de cerebro posterior y
médula espinal, por otro. En el principio de la gastrulación, el mesodermo
precordal (prolongación cefálica) migra en sentido cefálico y se ubica por
debajo del epiblasto neuralizado. Dicha región ectodérmica, que ya en el
epiblasto pregastrular se encuentra cefálicamente al nódulo de Hensen,
originará la región cefálica ensanchada de la placa neural. Ella formará el
cerebro anterior o prosencéfalo y deriva en su totalidad del epiblasto
neuralizado. La gastrulación continúa con la regresión del surco primitivo y, a
medida que el nódulo de Hensen se desplaza en sentido caudal, va dejando
una población de células delante de él. Algunas de ellas quedan en la superficie
y forman la línea media de la placa neural (futura placa del piso). Las otras se
invaginan debajo de las primeras y van formando la notocorda. Esta región de
la placa se determina en cerebro posterior y médula por efecto de señales
provenientes de la notocorda. Durante la gastrulación esta región de la placa,
junto con la notocorda, crecen en sentido caudal. La región caudal de la placa
tiene, en consecuencia, dos orígenes: a) la zona medial que contacta con la
notocorda, junto con ésta, deriva de células del nódulo de Hensen y b) las zonas
laterales de la placa derivan del epiblasto superficial.
Las especificaciones que siguen, que agregan más detalles a la organización
longitudinal del tubo neural, depende de la aparición de nuevas pCO.
Las pcO mejor conocidas son la ANR (Anterior Neural Ridge: engrosamiento
neural anterior), la ZLI (Zona Limitans Intratalámica: zona limitante
intratalámica) y el IsO (Isthmic Organizer: organizador ístmico). Con el tiempo
aparecen nuevas pcO involucradas en la subregionalización de las diferentes
regiones. Aparte de estas existen pcO a lo largo de las zonas mediales dorsal y
ventral del tubo neural que instalan el patterning dorsoventral del tubo neural.
La ANR es una región semilunar engrosada que bordea cefálicamente a la placa
neural, en el límite con el ectodermo epidérmico. La ANR genera señales que
especifican los segmentos más cefálicos del prosencéfalo (p4-6). La ANR secreta
la proteína señal Fgf-8 en respuesta a la cual las células de la zona más cefálica
de la región prosencefálica expresan la proteína factor de transcripción Brain
Factor 1 (BF1), que participa en al regulación de los CCD en dicha región.

344. 344
Hay indicios de que en la región prosencefálica de la placa neural existen dos
zonas con diferente competencia. Las zonas cefálica y caudal de la región
prosencefálica ofrecen diferentes respuestas a las proteínas señal Fgf-8 y Shh.
En el límite entre ambas zonas se forma la ZLI, que corresponde a la frontera
entre los prosómeros 2 y 3 (frontera p2/3). Con respecto a los derivados de
estos segmentos prosencefálicos véase SC La metamerización del SNC.
Más caudalmente se forma otra pcO, el IsO, en el límite entre el mesencéfalo y
el posencéfalo. Esta pcO instala el patterning del mesencéfalo y de los dos
primeros segmentos posencefálicos (r1 y r2). El IsO instala dos gradientes
decrecientes de morfógeno, uno en sentido cefálico y otro en sentido caudal.
Ambos tienen su máximo en el IsO. El mesencefálico tiene su mínimo en el
límite con el diencéfalo y organiza los CCD que ejecutan las células del
mesencéfalo. El segundo gradiente posee un rango de alcance que llega sólo
hasta el 2º segmento posencefálico o r2 y organiza los CCD de las células de
dichos segmentos. El patterning de los restantes segmentos del posencéfalo y
de los de la médula depende de la expresión de un patrón típico de genes Hox
que asignan identidad de segmento.
Fig. SC 9-2-1. El patterning céfalo-caudal del SNC. A. Esquema de vista dorsal de
la placa neural. Se representan las poblaciones celulares organizadoras que
instalan el patterning de varias regiones del encéfalo y las moléculas señal que
operan como morfógenos en este proceso. Se ilustran también las posibles
regiones precursoras de diferentes grupos de neurómeros. B. Esquema de vista
lateral de la región encefálica del embrión. Se representan las regiones del
encéfalo, los centros organizadores, la distribución espacial de señales
involucradas en el patterning y la ubicación de los neurómeros. Este esquema

345. 345
se ha construido a partir de datos de distribución de morfógenos en el SNC de
embrión de ratón.
Con respecto a la organización dorsoventral del tubo neural, también existen
poblaciones celulares y señales organizadoras que los especifican y determinan.
La organización típica de cada segmento del sistema nervioso comprende una
población de neuronas periféricas (neuronas sensitivas o sensoriales primarias o
aferentes) y dos poblaciones de neuronas centrales, una de neuronas de
asociación y una de neuronas eferentes (motoras). Esta organización también
se especifica tempranamente durante el inicio del desarrollo. Mientras se cierra
el tubo neural, se genera la población de células de la cresta neural que
originarán, entre otros tipos celulares, a las neuronas sensoriales primarias de
los ganglios sensitivos de los nervios craneales y raquídeos. Con respecto a las
neuronas intrínsecas del tubo neural, ellas adquieren carácter de neuronas de
asociación o eferentes dependiendo de la posición que ocupan entre las líneas
medias dorsal y ventral del tubo.
El ectodermo epidérmico de la zona medial dorsal y la notocorda, en la zona
medial ventral del tubo, generan señales difusibles que especifican el carácter
asociativo (placa alar) o eferente (placa basal) de las neuronas del tubo neural.
Estas proteínas señal (BMP4, BMP7, Dorsalin, Sonic hedgehog y otras) operan
paracrinamente. Se distribuyen en forma de gradientes con un máximo en el
sitio en el que son secretadas y un mínimo en la zona opuesta. Poseen acciones
antagónicas y el efecto final sobre las neuronas depende de la concentración
relativa de ambas señales en el sitio en el que cada neurona se encuentre. Así,
el destino de cada neurona, como alar (asociativa) o basal (eferente), depende
de su posición dentro de un par de gradientes cruzados de señales con efectos
opuestos (Fig. SC 9-2-1 A).
Estas señales proveen un grado de especificidad aún mayor que el
correspondiente a la organización de las neuronas en las placas alares y
basales. Ambas placas tienen organización columnar con diferentes subtipos de
neuronas. Las diferentes combinaciones de valores de concentraciones relativas
de ambas señales, actuando a través de sus vías de señalización, generarían la
expresión de diferentes combinaciones de factores de transcripción. De estas
diferentes combinaciones de factores de transcripción dependería también la
especificación de cada uno de los subtipos de neuronas de ambas placas (Fig.
SC 9-2-2 A-C).

346. 346
Fig. SC 9-2-2. Representación esquemática del patterning transversal
(dorsoventral) de la médula espinal. A. El tubo neural recibe señales de
poblaciones celulares vecinas (ectodermo, somitas, notocorda). Un gradiente D
 V de señales originadas en el ectodermo y la placa del techo (Wnt, Bmp y
otros) determina a las células troncales neurales pluripotentes en sentido alar e
instala un proceso de determinación de tipo neuronal dependiente de la
posición en la placa alar. Un gradiente V  D de señales originadas en la
notocorda y la placa del piso (Shh) determina a las células troncales neurales
pluripotentes en sentido basal e instala un proceso de determinación de tipo
neuronal dependiente de la posición en la placa basal. B. La diferente posición
de las células troncales neurales pluripontes dentro de los gradientes indicados
hace que éstas se hallen sometidas a diferentes concentraciones de
morfógenos que promueven la expresión de diferentes combinatorias de

347. 347
factores de transcripción a lo largo del eje dorso-ventral del tubo neural. C.
Cada combinatoria de factores de transcripción especifica un tipo neuronal
definido, con una posición característica dentro de ambas placas. De este modo
se produce un proceso de determinación de tipo neuronal espacialmente
organizado. Dp: cTNP dorsales, Vp: cTNP ventrales, pMN: cNT precursora de
neurona motora, RA: ácido retinoico.
BibliografíaBibliografía
Dessaud E, McMahon AP, Briscoe J. (2008). Pattern formation in the vertebrate
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SC 9.3. La metamerización del SNC. V. Flores
A la regionalización y subregionalización del tubo neural le sigue el proceso de
metamerización. Este fenómeno agrega un mayor grado de detalle y
especialización en la organización céfalo-caudal del SNC. En el SNC se forma
una metámera para cada segmento corporal. Cada metámera es capaz de
formar las categorías neuronales básicas que inervan una metámera o
segmento corporal. La metamerización consiste en la definición de bloques o
poblaciones celulares con organización simétrica bilateral que se reiteran a lo
largo del eje céfalo-caudal. Aunque son estructuralmente similares, cada
segmento es único y posee identidad. Ésta le es asignada por la expresión de
una combinatoria particular de factores de transcripción que operan durante el
desarrollo embrionario y que tienen específicamente dicha función. La
metamerización acontece en cada una de las regiones y subregiones definidas
a lo largo del eje céfalo-caudal. La designación genérica para los segmentos del
tubo neural es el de “neurómeros”. La designación genérica correspondiente a
cada región es la de prosómero (segmento prosencefálico), mesómero
(segmento mesencefálico), rombómero (segmento posencefálico) y
medulómero o mielómero (segmento medular). Sin embargo, dado que cada
segmento posee identidad (es único), cada uno de ellos posee una

348. 348
denominación propia que está integrada por tres elementos: a) un prefijo que
alude a la región a la que pertenece, b) la raíz “mero” (que alude a metámera) y
c) un número ordinal que alude a su orden de aparición en la región o, lo que
es lo mismo, la ubicación espacial que le corresponde, en su región, a lo largo
del eje céfalo-caudal. El modo como se ordenan estos tres elementos en la
designación de la metámera depende del idioma que se utilice, pero en
cualquier idioma está compuesto por los tres elementos. Así, por ejemplo, el
tercer segmento que aparece en el prosencéfalo se denomina “prosómero 3º”
o “tercer prosómero”.
El concepto de organización segmentaria del sistema nervioso central es
clásico. Tal idea permitió aclarar la existencia de correspondencias entre: (a)
“sitios de origen de las neuronas motoras” y “grupos musculares que inervan”,
y (b)“regiones de inervación sensorial” y “segmentos medulares”. Tales
correspondencias anatómicas y funcionales resultan del hecho de que a)
durante el desarrollo embrionario, somitas (que forman músculos esqueléticos
y dermis), segmentos del SNC y segmentos de células de la cresta neural poseen
correspondencia espacial muy precisa y b) ellas se conservan, aunque a veces
en forma enmascarada, en el adulto. Clásicamente, la definición de segmentos
en el tubo neural en desarrollo tuvo bases estructurales; se basó en que, al igual
que los somitas, los rombómeros y los medulómeros son identificables
morfológicamente como poblaciones celulares con simetría bilateral, repetidas
a la lo largo del eje céfalo-caudal. Esta definición estructural es aplicable sin
dificultad en el cerebro posterior y los segmentos medulares. En las regiones
más cefálicas las manifestaciones morfológicas de organización segmentaria
son menos claras.
Las regiones cefálicas del SNC recibieron clásicamente el nombre de estructuras
suprasegmentarias. Una denominación eminentemente fisiológica, relacionada
con el concepto de nivel de organización funcional. Alude a que, si bien los
segmentos medulares pueden funcionar autónomamente, respondiendo en
forma refleja a los estímulos provenientes del propio segmento corporal, en
general no funcionan de esa forma sino en forma coordinada e integrada. En
efecto, la mayor parte de los actos voluntarios de la vida son respuestas
complejas que requieren el procesamiento e integración de información que
ingresa en el sistema por múltiples vías. Tal capacidad de procesamiento,
integración y elaboración de respuestas complejas no radica en los segmentos
medulares sino en las regiones “superiores” del SNC. A dichas regiones se las
denominaba suprasegmentarias debido a que, en el esquema de organización
funcional del sistema, corresponden a un nivel de organización superior al de
segmento.

349. 349
La identidad de cada segmento y, en consecuencia, el modo de desarrollo
particular de cada uno de ellos está asociado a la expresión de una
combinatoria particular de homeoproteínas factores de transcripción Hox.
Diversos estudios de biología molecular sobre la distribución espacial de la
expresión de estos factores de transcripción permiten una identificación de los
segmentos aun antes de que la metamerización pueda ser apreciada
morfológicamente. La información proveniente de estos estudios, integrada a
estudios estructurales y de expresión de diversos marcadores, permite la
identificación de 6 prosómeros, el cerebro medio (corresponde a un
mesómero), 7-8 rombómeros y un número de mielómeros igual al número de
segmentos corporales. Los prosómeros 1 a 3 forman parte del diencéfalo; los
prosómeros 4 a 6 forman, en la región ventral, la porción anterior del piso del
hipotálamo y, en la región lateral, originan el telencéfalo.
Fig. SC 9-3-1. El patterning del SNC. La regionalización y la metamerización del
tubo neural. Esquema de vista lateral de las regiones del tubo neural. Se
representan las regiones del encéfalo, sus subregiones (proencéfalo,
mesencéfalo y posencéfalo), la médula espinal y la ubicación de sus
neurómeros. p: prosómero; r: rombómero; m: mielómero.
BibliografíaBibliografía
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SC 9.4. Las placas alares y basales. Su función de desarrollo. Su evolución
diferencial en función del espacio (eje céfalo-caudal). V. Flores
En los mamíferos existen tres categorías principales de neuronas tanto para el
sistema nervioso de la vida de relación como para el de la vida vegetativa. En el
caso del SN de la vida de relación dichas categorías de neuronas corresponden
a a) las neuronas aferentes, b) las de asociación y c) las eferentes.
a) Las neuronas aferentes o sensoriales primarias corresponden al SNP y se
localizan en su mayor parte en los ganglios de los nervios craneales y raquídeos.
Estas neuronas poseen un soma ubicado, en general, en un ganglio, una
dendrita que conecta con un receptor periférico y un axón que ingresa en el
SNC y que conecta con una neurona eferente y una o más neuronas de
asociación (conexión monosináptica entre input y output) o conecta sólo con
una o más neuronas de asociación (conexión polisináptica entre input y
output). Esta categoría de neuronas deriva en su mayor parte de la cresta
neural. Un grupo de estas neuronas se genera a partir de una población celular
proliferativa de la línea media dorsal del tubo neural.
b) las neuronas de asociación son intrínsecas del SNC y se ubican entre la
neurona aferente y la eferente. Sus dendritas y axones se hallan dentro del SNC
y forman todos los circuitos tanto de proyección como locales que existen en el
SNC. Todos los circuitos neurales intrínsecos del SNC constituyen una gran red
de interconexiones entre neuronas de asociación que se encargan de recibir
información de las neuronas aferentes, procesar e integrar dicha información y
elaborar respuestas que se transmiten a las neuronas eferentes. Esta categoría
de neuronas se genera a partir de las células neuroepiteliales placas alares del
tubo neural.
c) Las neuronas eferentes son neuronas que poseen árbol dendrítico y soma en
el SNC y un axón largo que emerge del SNC y, a través de un nervio periférico
inerva un efector periférico, en general, muscular. Esta categoría de neuronas
se genera a partir de las células neuroepiteliales de las placas basales del tubo
neural.
El número de neuronas y la complejidad estructural de los circuitos que se
hallan a lo largo del eje céfalo-caudal varía en relación con la riqueza de la

351. 351
información que ingresa en el SNC y con la amplitud del campo periférico para
inervar en cada región. Así, en el caso de la médula espinal, los engrosamientos
cervical y lumbar de donde nacen los plexos braquial y crural son un ejemplo de
mayor riqueza de inputs y de campos de inervación periféricos más amplios.
Si bien los segmentos medulares tienen cierto grado de independencia
funcional, aparte de la organización segmentaria (segmentos distribuidos a lo
largo del eje céfalo-caudal), el SNC dispone también de estructuras
denominadas clásicamente suprasegmentarias, formadas por neuronas de
asociación o alares, que se encargan de organizar un comportamiento
integrado de los segmentos (SC 9.2. Poblaciones celulares organizadoras (pcO)
y la regionalización y determinación progresiva del tubo neural).
A lo largo de la evolución filogenética de los cordados se produjo una
concentración de funciones de recepción de estímulos ambientales y de
procesamiento de dicha información en la región cefálica del embrión y del
SNC. Dicho proceso implicó cambios significativos en los CCD del SNC,
especialmente en la intensidad de la actividad proliferativa de las placas alares
y basales. En efecto, el desarrollo de las neuronas de asociación generadas a
partir de las placas alares se hizo mucho más intenso en las regiones cefálicas
que en las caudales. Este fenómeno posibilitó el desarrollo de grandes
poblaciones de neuronas que forman las estructuras de asociación de los
hemisferios cerebelosos (a partir del posencéfalo) y los tubérculos
cuadrigéminos (a partir del mesencéfalo), y también posibilitó el desarrollo,
desde cefalocordados en adelante, de una gran estructura exclusivamente alar
o asociativa, el telencéfalo. El desarrollo de la corteza cerebral y de los ganglios
de la base contenidos en los hemisferios cerebrales depende exclusivamente
del desarrollo de neuronas alares. El componente basal del tubo neural no se
extiende en los cordados superiores hasta el extremo cefálico del tubo neural.
Se extiende sólo hasta el mesencéfalo. En efecto, las neuronas eferentes
(derivadas de placas basales) más cefálicas son las que corresponden al núcleo
motor del III par craneal o motor ocular común. Desde dicho nivel, en sentido
cefálico, no existen poblaciones neuronales eferentes.
Este hecho se explica, desde el punto de vista ontogenético, por el hecho de
que la región más cefálica de la placa neural, la que corresponde al
prosencéfalo o cerebro anterior, se origina exclusivamente del epiblasto y que
no posee en la línea media una placa del piso originada a partir del nódulo de
Hensen.
El nódulo de Hensen origina la notocorda y la placa del piso de la placa neural
caudal al cerebro anterior. Dado que ambas estructuras –notocorda y placa del

352. 352
piso– están implicadas secuencialmente en la especificación de las placas
basales, su ausencia en la región prosencefálica se acompaña de ausencia de
placas basales y en consecuencia de neuronas eferentes, en la región del tubo
neural derivada del prosencéfalo (Fig. SC 9-4-1 A-E).
Fig. SC 9-4-1. Representación esquemática de proporciones relativas de
poblaciones neuronales ventrales (basales) y dorsales (alares) en diversas
regiones del neuroeje de un embrión humano de la 7ª SD. A. Vista lateral
derecha del encéfalo y médula cervical. Las líneas de puntos B a E corresponden
a los sitios en los que se realizaron las secciones ilustradas abajo. B-E. Secciones
transversales del tubo neural. La línea roja corresponde al nivel del surco

353. 353
limitante que separa las regiones alar y basal en las secciones B a D. En el caso E
la línea roja corresponde al nivel del surco hipotalámico que representa la
continuación cefálica del surco limitante del mesencéfalo. B. Médula espinal
cervical. C. Prosencéfalo. Dorsalmente a la línea roja se observan los labios
rómbicos que originarán a los hemisferios cerebelosos. D. Mesencéfalo. La
región alar originará los tubérculos cuadrigéminos. E. Prosencéfalo. La región
dorsal originará los hemisferios cerebrales. Nótese que las diferencias en
volumen y en número de neuronas entre las regiones alares y basales en la
médula y en las estructuras suprasegmentarias se incrementará aún más en
etapas más avanzadas del desarrollo
BibliografíaBibliografía
Jessell TM. (2000). Neuronal specification in the spinal cord: inductive signals
and transcriptional codes. Nat Rev Genet 1(1):20-9.
Rubenstein JL, Shimamura K, Martinez S, Puelles L. (1998). Regionalization of
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SC 9.5. Origen y formación de la cresta neural. Determinación y migración
temprana. V. Flores
Las células de la cresta neural se originan en la hoja dorsal del embrión, en la
zona de transición entre el ectodermo de la placa neural y el ectodermo
epidérmico. Al parecer es necesaria la constitución de estas dos poblaciones
celulares para que, interactivamente, generen a las células de la cresta. Si
ambas poblaciones son cultivadas separadamente no se forman células de la
cresta neural. Por el contrario, si ambas poblaciones están juntas e interactúan,
a lo largo de la zona de contacto entre ambas se generan células de la cresta
neural.
Tanto la placa neural como el ectodermo epidérmico tienen la potencia para
formar células de cresta neural. Durante el plegamiento y el crecimiento en
longitud de la placa neural a lo largo de todo su borde se forman los pliegues o
labios del surco neural. Dado que a lo largo de los pliegues neurales existe una
fuerte adhesión entre las dos poblaciones celulares interactuantes, durante
dicho proceso se siguen formando células de la cresta neural. Una vez
generadas una cantidad abundante de estas células, cambian sus propiedades
de adhesión respecto de la placa neural y del ectodermo epidérmico, se
desprenden de dichos tejidos y abandonan el compartimento epitelial. En la
región encefálica o craneal esta migración ocurre ya durante el cierre del tubo
neural; en las regiones posóticas ocurre recién luego del cierre.

354. 354
Ya durante la formación de la placa neural se observa que, a lo largo del borde
entre la placa y el ectodermo epidérmico, éste expresa y secreta las proteínas
señal BMP4 y BMP7. Algunos consideran que estas proteínas tienen algún papel
en la determinación de las células de la cresta neural. Otros le asignan un rol
modelador de la forma de la placa neural. También se sabe que estas proteínas
desempeñan un papel en el control de la migración temprana de las células de
la cresta. Dado que las células de la cresta neural migran a lo largo de distancias
considerables y que diversas subpoblaciones de células de la cresta migran a lo
largo de diferentes trayectos, son muchas y variadas las señales que controlan
la migración de estas células desde su sitio de origen hasta los varios y disímiles
sitios de localización definitiva.
Se ha propuesto que el inicio de la migración se asocia a la pérdida de la
adhesión de estas células respecto de las otras que componen el epitelio. Esta
adhesividad está mediada, por un lado, por moléculas de adhesión celular como
la proteína de membrana N-cadherina y también por la existencia de zónulas
occludens entre ellas. El inicio de la migración se asocia al cese de la síntesis de
N-cadherina y al desensamblado de las uniones estrechas. El estado
ensamblado de estas uniones depende de factores que las estabilizan y otros
que los desestabilizan. La transformación del fenotipo epitelial al de cresta
neural requiere la expresión de los factores de transcripción (tipo dedos de zinc)
Snail y Slug. Algunos autores asignan a estos factores un papel en la
determinación de las células de la cresta neural, aunque otros consideran que
poseen un papel más general pues comúnmente se expresarían en todos los
procesos que involucran una transformación epitelio-mesenquimática (SC 0.19
Transiciones reversibles mesenquimático-epitelial y epitelio-mesenquimática.
CMD involucrados en su regulación). Ambas proteínas actúan como represores
de la transcripción de las proteínas de adhesión E-cadherina que participan en
la unión entre células epiteliales y, en consecuencia, desencadenan transiciones
epitelio-mesenquimáticas. La proteína Slug participa en el inicio de la
migración activando a ciertos factores que desestabilizan a los complejos de
unión (desmosomas, uniones estrechas.,etc.). Estas uniones se desensamblan y
las células adquieren la posibilidad de migrar. Esto sin embargo no es suficiente
para la migración. También interviene la proteína de señalización celular Rho B,
que participaría en la reorganización del citoesqueleto necesaria para la
migración. Ambas proteínas, la Rho B y la Slug son necesarias para la migración.
Ambas proteínas son expresadas por las células de la cresta neural cuando son
sometidas a la acción de las proteínas BMP4 y BMP7. Todos estos procesos
habilitan a las células de la cresta neural a abandonar el epitelio, a introducirse
en el compartimento mesenquimático y disponerse longitudinalmente a lo
largo de la línea media dorsal entre el ectodermo epidérmico y el tubo neural.

355. 355
Desde ese momento en adelante, otro conjunto de interacciones con la matriz
extracelular del entorno guían a las células de la cresta neural hacia diversos
lugares y además posibilitan que las células de la cresta adquieran organización
metamérica (SC Factores que controlan la migración de las células de la cresta
neural).

356. 356
Fig. SC 9-5-1. Esquema de los fenómenos de señalización y comportamientos
moleculares involucrados en la transición epitelio-mesenquimática durante la
formación e inicio de la migración de las células de la cresta neural.

357. 357
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SC 9.6. Regionalización de la cresta neural. V. Flores
La cresta neural es la población celular que transitoriamente, durante el
período somítico, ocupa la región dorsal del embrión entre el tubo neural y el
ectodermo epidérmico. No es una población celular homogénea. Por un lado,
es la población celular embrionaria precursora del sistema nervioso periférico:
genera las neuronas y células gliales de los ganglios y plexos del sistema
nervioso de la vida de relación y del sistema nervioso autónomo (vegetativo).
Por otro lado, es capaz de originar una variedad de tipos celulares no neurales
que también están vinculados a la vida de relación o la vegetativa. La
categorización regional más básica que puede realizarse respecto de las células
de la cresta neural se refiere a la existencia de una cresta neural craneal (cráneo-
facial, preótica o preoccipital) y una cresta neural troncal (posótica o
posoccipital). Esta categorización tiene bases estructurales y funcionales y
también bases filogenéticas y ontogenéticas.
En el adulto existen significativas diferencias estructurales y funcionales entre
las neuronas derivadas de las crestas neurales craneal y troncal. La primera
genera las neuronas encargadas de la inervación denominada especial. Ésta
corresponde a todas las estructuras derivadas de la región branquial (véase
Capítulo 9, Desarrollo del sistema nervioso). Este tipo de inervación está ausente
en la región troncal del organismo. Desde el punto de vista ontogenético
también existen diferencias significativas entre las propiedades de desarrollo
de ambas regiones. Se considera que estas diferencias encuentran su
explicación en la evolución filogenética. Se propone que, desde la aparición de
los procordados en adelante, los estímulos ambientales han constituido una

358. 358
presión selectiva muy importante en la modelación del extremo cefálico de los
vertebrados (cordados superiores). Ello ha hecho que se seleccione un conjunto
diferente de estrategias de desarrollo para las células que elaboran el fenotipo
de esta nueva región corporal que aparece recién en los vertebrados (SC 13.1
La cefalización. La hipótesis de la nueva cabeza. La aparición y evolución de la
cresta neural craneal).
La cresta neural craneal, también denominada cefálica, preótica o preoccipital,
corresponde a los segmentos más cefálicos que se extienden desde el
diencéfalo hasta el extremo caudal del posencéfalo. Constituye una adquisición
evolutiva relativamente reciente. En rigor en dicha región existe una región
estrictamente preótica que origina la cara y parte del cuello, hasta la r5 y una
región posótica correspondiente a r6 a r8 (SC El patterning de la cresta neural
craneal. Regiones Hox(+) y Hox(-). Su relevancia filogenética y sus funciones de
desarrollo).
La cresta neural troncal se extiende desde el extremo caudal del posencéfalo
hasta el extremo caudal del tubo neural. Posee varias regiones, localizadas a lo
largo de segmentos corporales definidos, que exhiben diferentes propiedades
de desarrollo y, de acuerdo con ello, reciben diferentes designaciones. Estas
designaciones cambian dependiendo de las subpoblaciones celulares y tipos de
derivados que se consideren, por ejemplo, si aluden a células que invaden la
somatopleura (vida de relación) o invaden la esplacnopleura (vida vegetativa).
Las células de cresta neural vinculadas a la vida de relación se distribuyen a lo
largo del todo el tronco y reciben simplemente el nombre de cresta neural
troncal. Las células de esta población siguen una de dos vías migratorias
preferenciales: a) una en sentido dorsolateral y otra b) en sentido ventral. La
primera es seguida por las células precursoras de melanocitos que migran
sobre el dermatomo y luego invaden la somatopleura. La segunda es seguida
por el resto de las células de la cresta neural, correspondientes a la vida de
relación, y lo hacen bordeando la superficie de la mitad cefálica de cada
esclerotomo (SC Factores que controlan la migración de las células de la cresta
neural). Las células que se detienen en ese lugar originan las neuronas
sensoriales primarias y las células gliales de los ganglios espinales y las células
de Schwann de los nervios sensitivos y motores que invaden la somatopleura.
Este conjunto de segmentos de crestas neurales, dado que sus células se
distribuyen a lo largo de todo el tronco, suelen recibir el nombre de crestas
neurales troncales. Esta población celular adopta el patrón metamérico
impuesto por el mesodermo paraxil y, al igual que los somitas, están
distribuidos en las siguientes regiones: cervical, torácica, lumbar y sacra.

359. 359
Con respecto a las subpoblaciones de células de cresta neural que generan el
sistema nervioso periférico vegetativo, las crestas neurales troncales poseen
una regionalización diferente: existen segmentos de crestas neurales que
originan las neuronas del sistema simpático y otros que originan las del sistema
parasimpático. Incluidos entre estos últimos se encuentran algunos segmentos
de cresta neural que se denominan “cardíacos”.
La cresta neural simpática. Se extiende desde los segmentos cervicales hasta los
lumbares. Estas células no se detienen a ambos lados del tubo neural. Se
desplazan en sentido ventral y forman, por delante del esclerotomo, los
ganglios de las cadenas simpáticas laterovertebrales cervicales y toracolumbares.
Algunas células que migran más ventralmente llegan al plano de los grandes
vasos y forman un conjunto de plexos y ganglios periaórticos. Las que
corresponden a los segmentos 14 a 21 (T6 a L1) migran más ventralmente aún
y allí forman las células argentafines o cromafines de la médula adrenal.
Las crestas neurales parasimpáticas. Tienen una distribución discontinua a lo
largo del eje céfalo-caudal. La cresta neural vagal se ubica en los segmentos
corporales 1º al 7º. Las células de estos segmentos migran ventralmente e
invaden el mesénquima de la esplacnopleura. Forman las neuronas
parasimpáticas de los plexos de Meissner y Auerbach a lo largo de todas las
regiones del tubo digestivo derivadas del intestino primitivo (desde el esófago
hasta el recto). La cresta neural sacra se extiende desde el segmento 28º al
extremo caudal. Estos segmentos generan células que migran similarmente a
las vagales e invaden las regiones del tubo digestivo caudales al pedículo
vitelino. La porción cefálica de la cresta vagal, correspondiente a los segmentos
1º al 3º, reciben también el nombre de cresta neural cardíaca. Ellas generan
células que migran ventralmente a ambos lados de la faringe y siguiendo el
trayecto de los arcos aórticos (principalmente 3º y 4º) llegan hasta el corazón,
se introducen profundamente y forman el tejido conectivo del tabique
troncoconal del corazón. También originan células de los tejidos conectivo y
muscular de las grandes vasos (arterias aorta y pulmonar) en la zona proximal
al corazón. Algunas de estas células, que forman el mesénquima de los arcos
branquiales, generan estructuras conectivas, cartilaginosas y óseas de la cara,
oído, cuello, etcétera.

360. 360
Fig. SC 9-6-1. Ilustra esquemáticamente las regiones y subregiones de la cresta
neural, sus sitios de origen y de destino. A. Embrión de pollo (Período somítico).
B. Embrión humano (Quinta semana de desarrollo).
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SC 9.7. La remodelación de circuitos dependiente de la actividad espontánea
durante el desarrollo embrionario y el refinamiento de circuitos dependiente de
la estimulación ambiental posnatal. V. Flores

361. 361
En general, cuando los axones aferentes a una región acceden a las cercanías
de sus blancos potenciales, o incluso antes, emiten ramificaciones delgadas por
medio de las cuales pueden establecer contactos lábiles transitorios con las
neuronas del entorno que encuentran a su paso. Se considera que estas
prolongaciones delgadas son ramas exploradoras cuya función es la búsqueda
de blancos potenciales con las que, eventualmente, generar contactos estables.
Podrá advertirse que si todos los axones se comportan de esa forma, en
cualquier región considerada, habrá un exceso de ramificaciones con respecto
al número de axones. Correspondientemente, cada neurona blanco recibirá un
exceso de ramas y de contactos transitorios.
Esta fase transitoria de “sobreinervación” o de “redundancia de contactos”
lábiles es seguida luego de una fase de “eliminación de la redundancia”. En
general se considera que la eliminación de algunos contactos transitorios y el
mantenimiento de otros es consecuencia de fenómenos de competición entre
axones respecto de sus neuronas blanco.
La fase de eliminación de contactos redundantes, depende esencialmente del
inicio del funcionamiento del sistema y se funda en el hecho de que los axones,
por un lado, compiten entre sí por sus neuronas blanco y, por otro, cooperan
entre sí y se refuerzan mutuamente.
La eliminación o, por el contrario, la estabilización y el mantenimiento de una
sinapsis lábil es el resultado neto de varios tipos de interacciones que se ponen
en marcha una vez que se inicia el funcionamiento del sistema. En
consecuencia, dependiendo del grado de maduración y diferenciación de un
circuito y de la fase en la que éste se encuentra es posible distinguir al menos
dos etapas diferentes de distinto significado biológico. La primera fase se
denomina habitualmente “remodelación de circuitos dependiente de la
actividad espontánea” y se produce durante el desarrollo embrionario cuando
en el sistema empiezan a funcionar espontáneamente las neuronas y producen
fenómenos de estimulación de las neuronas a las que inervan. La segunda fase
se denomina “refinamiento de circuitos dependiente de la estimulación
ambiental” y es el resultado de la activación de neuronas como consecuencia
del ingreso de información proveniente de la estimulación ambiental posnatal.
Remodelación de circuitos dependiente de la actividad espontánea de las
neuronas en desarrollo.
La mayor parte de las neuronas inician y “ensayan” una actividad espontánea
cuando llegan a un cierto grado de diferenciación durante el desarrollo

362. 362
prenatal. El inicio de la actividad espontánea y de la transmisión sináptica
posibilita que nuevos factores entren en juego con respecto a la evolución y el
mantenimiento de contactos previamente establecidos. En este sentido es
importante la “afinidad” funcional entre neurona inervante e inervada, ya que
no todas las sinapsis que llegan a una zona y contactan con una neurona
funcionan en forma similar.
El funcionamiento de las sinapsis, y su efecto sobre las neuronas a las que
inervan, depende estrechamente del patrón de descargas (frecuencia de
pulsos, frecuencia de trenes de descarga y duración de trenes) y de la respuesta
de la neurona postsináptica a tal actividad. Esto es así debido a que el resultado
de la actividad sináptica no es sólo la transmisión neural; la sinapsis es también
lugar de inicio de muchas vías de señalización intracelular que repercuten
globalmente en el funcionamiento de la neurona postsináptica. Por dicho
motivo, el tipo de estimulación que una neurona recibe a través de una sinapsis
puede facilitar o aumentar su funcionamiento y derivar en su reforzamiento y
estabilización o, por el contrario, producir efectos opuestos que pueden
desestabilizarla hasta el punto de que no es mantenida. En este caso el
contacto se pierde, la sinapsis desaparece y ello puede ser seguido de la
retracción de la fibra presináptica.
Un factor importante que hace al mantenimiento cooperativo entre sinapsis es
la coincidencia temporoespacial. Ello significa que, si un par de sinapsis que
poseen similar patrón de descargas se hallan en la misma zona (o en la misma
neurona postsináptica) y además descargan simultáneamente, entonces ambas
reciben el efecto beneficioso de las señales provenientes de la postsinapsis y
tienden a estabilizarse. Las sinapsis cuyos funcionamientos no coinciden
temporalmente carecen de este efecto cooperativo; el resultado es la
competición y su consecuencia, el mantenimiento de una y la eliminación de
otra.
Por los motivos expuestos, ocurre que, una vez remodelado el mapa crudo, las
neuronas que poseen similar patrón de descarga en general terminan juntas;
recíprocamente, las sinapsis con patrones de descarga diferentes en general se
hallan separadas. Cuanto más similares más cerca, y cuando más diferentes,
más lejos. Sobre la base de estos principios se produce la remodelación de los
mapas de proyección crudos. Como puede apreciarse, se trata de un
ordenamiento al cual se arriba como consecuencia de un proceso de
autoensamblado o autoorganización regido exclusivamente por interacciones
locales. No existen factores organizantes externos a los propios elementos

363. 363
interactuantes. Ésta es una característica típica de los sistemas de
comportamientos complejos autoorganizables.
Refinamiento de circuitos dependiente de la actividad neuronal resultante de la
estimulación ambiental.
En el momento del nacimiento, las neuronas del SNC y los receptores
periféricos no están terminalmente diferenciados. La diferenciación terminal y
su estabilización incluyen modificaciones promovidas por la estimulación
ambiental posnatal.
Los patrones de estimulación de los receptores periféricos luego del nacimiento
son bastante más complejos que los prenatales ya que los estímulos del mundo
externo son bastante más ricos, complejos y cambiantes que los que se podrían
recibir durante el desarrollo embrionario. Ello se debe a que, para cualquier
tipo de estimulación que se considere (visual, auditiva, táctil, etc.), la
estimulación ambiental es permanentemente cambiante, en función del
tiempo. Por otro lado, para un instante dado, las propiedades de la
estimulación ambiental cambian en función de la posición dentro del campo
receptivo. Así, se suele decir que la estimulación ambiental, para cualquiera de
sus modalidades (visión, audición, equilibrio, etc.) posee “patrón”, vale decir,
posee organización temporal y espacial. Tal organización y complejidad
requieren capacidades de recepción, conducción y procesamiento de la
información bastante más complejas y eficaces que los que permiten la
organización estructural y el régimen de funcionamiento del sistema antes del
nacimiento.
Debido a todos los hechos mencionados, un apropiado funcionamiento del
sistema luego del nacimiento requiere una nueva adaptación de éste a las
condiciones y las características de los estímulos del mundo que permitan su
recepción, conducción, transmisión, procesamiento e integración. Así, el
sistema adapta su organización tanto funcional como estructural a las
características y complejidad de la información para procesar durante la vida
posnatal. Debe notarse que existe una correlación estrecha entre el grado de
desarrollo de los sistemas nerviosos de diferentes especies, la complejidad de su
relación con el medio y la complejidad de sus relaciones sociales. Cuanto mayor
es la organización y complejidad social y cuanto mayor es la complejidad de los
medios de comunicación que utilizan, mayor es la complejidad del SNC y mayor
es la extensión del período de desarrollo posnatal del sistema.
Los cambios conductuales observables, en la mayor parte de las especies, desde
el nacimiento a la adultez tienen como correlato cambios en la organización de

364. 364
los circuitos involucrados en la ejecución de dichas conductas. La mayor parte
de los cambios posnatales de dichos circuitos son promovidos por las
características de la estimulación ambiental y, por ello, denominados
“refinamiento de circuitos dependiente de la estimulación ambiental”. Se trata
de una “sintonía fina” que ajusta las características y “detalles” funcionales de
los circuitos a las características de la estimulación ambiental que debe
procesar.
BibliografíaBibliografía
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SC 9.8. La fase proliferativa del desarrollo del SNC. Subfases y tipos de
proliferación celular durante la neuronogénesis y gliogénesis. V. Flores
Completadas las etapas iniciales de a) inducción neural, b) patterning de la
placa neural, c) cierre del tubo neural, se inicia la fase proliferativa del
neuroepitelio. Se trata de un período de intensa actividad proliferativa que
consta de varias fases caracterizadas por diferentes tipos de proliferación. En
una primera fase, la población de células troncales neurales pluripotentes
(cTNp) se amplifica, el neuroepitelio se expande planarmente y el tubo neural
aumenta su tamaño tanto en longitud como en su sección transversal. En fases
subsiguientes se ponen en marcha diferentes tipos de proliferación por medio
de las cuales se generan neurona y células gliales.
Este período del desarrollo también se caracteriza por el hecho de que, dentro
del marco provisto por el patterning inicial de la placa neural, se constituyen
nuevas pcO que proveen de nuevos marcos de referencia temporoespacial a las
poblaciones celulares que van surgiendo durante la fase proliferativa (Véase SC
El patterning del sistema nervioso central II. La aparición de centros
señalizadores o poblaciones celulares organizadoras (pcO) secundarias y la
regionalización del encéfalo y la médula).

365. 365
La actividad proliferativa se cumple con peculiaridades temporales y espaciales
que generan diferencias estructurales y funcionales entre regiones o áreas
específicas del SNC.
En términos generales, la fase proliferativa posee subfases y en cada una de
ellas predomina un tipo particular de división celular.
a) Durante la subfase más temprana, las células neuroepiteliales o células
troncales neurales pluripotenciales (cTNp) realizan un tipo de mitosis
denominada división simétrica inicial. En este caso, la cTNp al dividirse origina
dos cTNp. Este tipo de proliferación tiene como función expandir la población
de cTNp y aumentar en el plano tangencial la extensión del neuroepitelio (Fig.
SC 9-8-1 A). Esta modalidad de mitosis, en general, corresponde a la que
realizan las células neuroepiteliales presentes durante la etapa temprana del
desarrollo y durante la subfase neuronogénica directa. Cuando se inicia la
neurogénesis, en general, las células neuroepiteliales evolucionan hacia otro
tipo celular, denominada glía radial, que también se comporta como cTN pero
en general con una potencia más restringida.
b) La siguiente fase se denomina de división asimétrica neuronogénica directa.
En este caso, la cTNp origina una cTNp y una célula de estirpe neuronal. Ésta
abandona el ciclo proliferativo y debido a ello se denomina posmitótica Fig. SC
9-8-1 B). La célula resultante de este tipo de división se denomina neurona
joven posmitótica-premigratoria. Esta modalidad de proliferación mantiene
constante el número de cTN y genera una neurona en cada ciclo de división de
la cTN. Una cTN origina tantas neuronas como ciclos realiza. El orden temporal
de aparición de nuevas neuronas, con la migración ulterior, se transforma en un
orden espacial a lo largo del eje radial de la pared del tubo neural (Fig. SC 9-8-1
B). Como, en este caso, la neurona se origina directamente de la división de una
cNTp, el proceso se denomina neuronogénesis directa. Este tipo de divisiones
corresponde a las más tempranas de la fase neuronogénica y en general se
forman macroneuronas que constituyen las eferencias de la región.
c) Más tarde se producen mitosis denominadas división asimétrica
neuronogénica indirecta. Se trata de un proceso más complejo en el que la
cTNp origina una célula similar y una célula de estirpe neuronal con capacidad
proliferativa. Esta célula se denomina progenitor intermedio amplificador
neuronogénico (o neuroprogenitor intermedio amplificador). En general, los
progenitores intermedios amplificadores son premigratorios y se acumulan
formando una zona adicional en el neuroepitelio denominada zona
subventricular. La función del neuroprogenitor intermedio es amplificar
algunos tipos neuronales en particular. A partir de un neuroprogenitor

366. 366
amplificador se generan varias células del mismo tipo. La amplificación
producida depende de cuántos ciclos proliferativos cumple el progenitor
intermedio antes de diferenciarse en una neurona posmitótica premigratoria.
Este modo de proliferación en general da origen a neuronas de circuitos locales
de áreas superiores del SNC.

367. 367
Fig. SC 9-8-1. Modalidades de proliferación celular propuestas para explicar la
corticogénesis en mamíferos (Modelo experimental: ratón). A. División
simétrica inicial o expansiva. Aumenta el número de cTNp y se expande el
neuroepitelio. B. División asimétrica neuronogénica directa. Mantiene
constante el número de cTNp y genera una neurona en cada ciclo de división
de la cTNp. La numeración indica el orden temporal de generación de nuevas
neuronas. C-D. División asimétrica neuronogénica indirecta. La cTNp origina, en
cada ciclo, un progenitor intermedio amplificador cuya función es aumentar la
población de un tipo neuronal en particular. (C con un ciclo; D con dos ciclos).
La numeración indica el orden temporal de generación de nuevas neuronas.
Flechas horizontales: expansión planar del neuroepitelio; flechas verticales:
expansión del eje radial. Modificado de Kriegstein y cols., Nature Review
Neuroscience 2006.
Este modelo propone que, en ambos casos de neuronogénesis (directa e
indirecta), las células que poseen fechas de nacimiento similares realizan
similares procesos de migración y, en consecuencia, terminan integrando la
misma capa de la corteza.
El modelo también propone que las neuronas que sucesivamente (en función
del tiempo) son generadas en la misma zona de la membrana limitante interna,
dado el orden que impone la glía radial a la migración radial gliofílica, terminan
ocupando distintas posiciones a lo largo de una columna cortical.
--En general, las células gliales aparecen más tarde que las neuronales y se
forman por división asimétrica gliogénica. En este caso también, en algunas
especies, se han descrito progenitores intermedios amplificadores gliogénicos.
--El final de cada uno de estos tipos de proliferación se caracteriza por
divisiones simétricas terminales. Tanto células NE como progenitores
intermedios (neuronogénicos y gliogénicos) originan al final dos células
posmitóticas similares. En el caso de la célula NE se originan dos células
ependimarias. Es de destacar que en algunas regiones definidas de los
hemisferios cerebrales algunas cTNp se mantienen durante la vida y pueden
producir procesos de neuronogénesis y gliogénesis posnatal. Sirven al efecto de
facilitar el recambio de algunas neuronas que entran en apoptosis y facilitan los
procesos de remodelación de circuitos vinculados a procesos de aprendizaje
que ocurren en etapas posnatales.
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SC 9.9. La fase migratoria del desarrollo del SNC I. Tipos de comportamientos
migratorios. La translocación del soma. V. Flores
Clásicamente se consideraba que la fase de migración del SNC en desarrollo se
caracterizaba sólo, o principalmente, por un desplazamiento radial de las
neuronas posmitóticas. En la actualidad se sabe que el comportamiento
migratorio es bastante más versátil, que existen varios diferentes tipos de
desplazamientos y que ello depende de las regiones que se consideren y/o de
los tipos neuronales que se analicen.
Para cada región del SNC, luego del pico de la fase proliferativa, se inicia la fase
migratoria de las neuronas posmitóticas. Toda la superficie interna del tubo
neural, la zona de generación (ZG) puede ser considerada un gran centro
proliferativo. La zona ventricular (ZV), donde se producen las mitosis de las
células neuroepiteliales, y la zona subventricular (ZsV), donde proliferan los
progenitores intermedios, constituyen la ZG del neuroepitelio. En la ZG nacen
todas las neuronas y células gliales del SNC, permancen allí durante un tiempo
como células premigratorias y luego se desplazan a ocupar lugares definidos del
plano tangencial del neuroepitelio y posiciones definidas a lo largo de su eje
radial.
Estos lugares y posiciones dependen del lugar y fecha de nacimiento de cada
cohorte de neuronas y células gliales.
Se describen dos tipos genéricos de migración neuronal posmitótica: a) la
migración radial, coincidente con la orientación de las células neuroepiteliales
(NE), o célula glía radial (GR) según el momento, extendidas entre ambas
limitantes y b) la migración tangencial, paralela a las membranas limitantes y al
eje medio-lateral del neuroepitelio.
La migración radial comprende dos tipos de desplazamientos:
1) La translocación del soma es un tipo de migración que ocurre, en general,
durante la fase temprana del desarrollo, cuando la pared del tubo neural está
formada por células NE, aún no es muy gruesa y las neuronas posmitóticas no

369. 369
deben realizar un largo desplazamiento radial. En el caso de la corticogénesis,
la translocación del soma es el principal modo de migración durante la fase
temprana en la que se constituye el patterning inicial o protomapa. En general,
este modo de migración realizan las neuronas que nacen durante la fase inicial
de proliferación neuronogénica directa que se diferencian en macroneuronas
eferentes de cada región (SC 9.8. La fase proliferativa del desarrollo del SNC.
Subfases y tipos de proliferación celular durante la neuronogénesis y
gliogénesis).
Este tipo de desplazamiento es, en general, realizado por neuronas
posmitóticas que luego de la división de una célula NE heredan una
prolongación basal que se halla unida a la limitante externa. También puede
ocurrir en neuronas que luego de su nacimiento emiten una prolongación que
crece radialmente, llega a la membrana limitante externa, se ancla en ella y
luego genera una translocación del soma.
La translocación consiste en un desplazamiento del pericarion de la neurona
dentro de la prolongación basal de la neurona. Al mismo tiempo la
prolongación se retrae ( Fig. SC 9-9-1). En este tipo de desplazamiento radial, el
extremo de la prolongación líder, o basal, posee una posición fija en la
membrana limitante externa, se acorta durante el proceso, y el soma que se
desplaza no presenta una prolongación trailer.
Fig. SC 9-9-1. Representación esquemática de la migración radial por
translocación del soma. Los esquemas reproducen imágenes sucesivas de
microfotografías tomadas a intervalos de un minuto. La experiencia consiste en
teñir una célula con un colorante (Oregon Green BAPTA-1 488 AM) para su
identificación y seguimiento en función del tiempo. Barra: 10 μm.
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SC 9.10. Especificación/determinación y diferenciación de tipos celulares en el
sistema nervioso. Las fases de la diferenciación neuronal. V. Flores
Como en otros sistemas, la diferenciación celular es precedida por procesos de
patterning (regionalización, subregionalización, adquisición de identidad de
lugar, etc.), y luego de especificación y determinación de tipos celulares locales
correspondientes a cada región (núcleo, área cortical, etc.) del sistema.
Si bien en el sistema nervioso en desarrollo es posible hacer un árbol de
derivación de tipos celulares en forma genérica, tal como ilustra el árbol de
derivación de linajes de la figura SC 9-10-1, el cuadro resultante oculta, en gran
medida, la complejidad global del proceso debido a que la categoría celular
“neurona” es casi tan, o quizá más, amplia que todos los otros tipos celulares
del organismo.

371. 371
Fig. SC 9-10-1. Representación esquemática del árbol de derivación de linajes
celulares durante el desarrollo del SNC. El punto de partida es la célula
neuroepitelial que integra el neuroepitelio. A partir de ella se forman diversos
tipos de células troncales neurales y gliales. Luego aparecen los progenitores
intermedios neuronogénicos y gliogénicos. (Basado en Cameron R, Rakic P.
Glial cell lineage in the cerebral cortex: a review and synthesis. Glia 1991; 4:124-
7.)
La complejidad del proceso de generación de linajes neuronales se simplifica a
través de varios pasos. Éstos se hallan asociados a los sucesivos fenómenos de
patterning, en los que se van generando diferentes categorías de neuronas. Por
un lado, de lo general a lo particular, se van especificando y adquiriendo
identidad de lugar o posición los conjuntos de neuronas que corresponderán a
cada una de las regiones o posiciones del eje céfalo-caudal (de prosencéfalo a
médula) y, por otro, para cada región en particular, se van definiendo las
categorías básicas correspondientes a macroneuronas o neuronas de
proyección (que constituirán la eferencia principal de la región) y
microneuronas (interneuronas o neuronas de asociación) que originarán a las
neuronas de circuito local. Recuérdese que una tercera categoría de neuronas,

372. 372
las neuronas sensitivas o sensoriales primarias, vale decir, las que toman
contacto directo con los receptores sensoriales, pertenecen al sistema nervioso
periférico y se segregan tempranamente de la placa neural y del ectodermo
epidérmico durante la formación de la cresta neural.
Estos fenómenos de especificación/determinación ocurren tempranamente,
durante la fase proliferativa del neuroepitelio, previamente al nacimiento de las
neuronas posmitóticas. Ello implica que la mayoría de los fenómenos de
señalización celular que regulan los procesos de especificación/determinación
operan sobre poblaciones de células troncales neurales pluriponteciales (cTNp)
o sobre sus derivadas, células neuroprogenitoras o glioprogenitoras con
potencia más restringida. Estos neuroprogenitores o glioprogenitores van
experimentando sucesivos procesos de restricción de potencia en función del
tiempo/estado de desarrollo.
Tanto en las fases de especificación/determinación como en la de
diferenciación, operan combinaciones típicas de señales, de vías de
señalización y de factores de transcripción para cada una de las decisiones
vinculadas a la elección de diferentes vías de desarrollo, vale decir, a) vía
neuronal vs. glial, b) macroneurona vs. microneurona, c) oligodendrocito vs.
astrocito, etcétera.
El proceso descrito implica que al momento de su nacimiento (última mitosis o
de conversión posmitótica), la neurona ya tiene parte de sus comportamientos
ulteriores programados. Estos comportamientos se refieren a características
migratorias, sitios de residencia y etapas iniciales de diferenciación. Estos
procesos poseen una gran variabilidad que depende de las categorías de
neuronas que se consideren y también del tipo particular de neurona.
En general, las neuronas sufren muchos cambios morfológicos tempranos,
luego de su nacimiento, y no todos ellos son específicamente cambios de
diferenciación. Muchos de ellos corresponden al comportamiento migratorio y
a interacciones celulares transitorias que las neuronas realizan durante su
migración posmitótica. Estas modificaciones morfológicas transitorias, por
llamativas que sean, no deben ser consideradas parte de la diferenciación
neuronal.
Muchos tipos neuronales, sobre todo las macroneuronas, inician la fase de
diferenciación celular recién cuando llegan a sus sitios de residencia definitivos
o zona posmigratoria. Allí, se desprenden de la célula GR sobre la cual migran.
Se convierten, entonces, en neuronas posmigratorias, inician su diferenciación
morfológica y emiten sus prolongaciones.

373. 373
La diferenciación neuronal posee varias fases cuya complejidad y duración
difiere sustancialmente dependiendo de la categoría neuronal (macroneurona
o microneurona) y del tipo celular en particular. Para el caso de las
macroneuronas de proyección, en general, existe una fase de diferenciación
temprana del soma que incluye los cambios que ya están, hasta cierto punto,
programados en el momento en que la neurona abandona la zona de
generación o la zona premigratoria. Esta fase transcurre antes de que la
neurona se integre a un circuito. Vale decir, antes de que establezca
interacciones con las células con las que normalmente debería formar circuitos
estables.
Luego ocurre una segunda fase denominada de modelación de la forma final
de la neurona o de establecimento de circuitos. Esta fase incluye los cambios
producidos en la neurona como consecuencia de las interacciones, con otras
neuronas y células gliales, que le permiten integrarse en circuitos de proyección
o circuitos locales, dependiendo de su determinación previa. La fase de
establecimiento de circuitos, a su vez pose cuatro subfases: a) una fase de
neuritogénesis (formación de fibras), b) una fase de sinaptogénesis lábil o no
estabilizada y c) una fase de poda de ramificaciones y eliminación de sinapsis
redundantes y d) estabilización de sinapsis “definitivas”. Si bien todos estos
fenómenos forman parte de la diferenciación de las neuronas, por su
complejidad y extensión son, en general, tratados como otras etapas
(neuritogénesis, sinaptogénesis, remodelación y refinamiento de circuitos) de la
neurogénesis.
Debido a este hecho, el ítem diferenciación neuronal frecuentemente alude, en
forma restringida, a los cambios que ocurren en el soma neuronal y en las
ramas proximales del árbol de ramificaciones. Estos cambios podrían resumirse
en forma genérica de la siguiente manera (Fig. SC 9-10-2):

374. 374
Fig. SC 9-10-2. Representación esquemática simplificada de algunos de los
cambios involucrados en la diferenciación del soma neuronal y de los
segmentos proximales de axones y dendritas. La polarización del soma, la
diferenciación del citoesqueleto y la elaboración de los sistemas de transporte
que llevan organoides y sustancias informativas y estructurales a lo largo de las
neuritas en diferenciación son elementos fundamentales de la diferenciación
neuronal
a) Polarización del soma. En general, al finalizar la última mitosis y al finalizar
sus desplazamientos la neurona joven posee forma aproximadamente esférica.
El primer fenómeno consiste en la ruptura de la simetría esférica. De esta forma,
la neurona adquiere la organización polar esencial para su futura función de
conducción de información en un único sentido. El fenómeno consiste en la
definición de una zona de la superficie neuronal que originará los elementos en
los que la información fluirán en forma centrípeta o aferente (árbol dendrítico)
y una que tendrá un flujo de información centrífugo o eferente (cono axónico y
axón). La instalación de esta polaridad depende de cambios en la organización
de componentes moleculares de la superficie neuronal. Este fenómeno es el
resultado de la localización de componentes moleculares en una zona frontera
definida del citoesqueleto y la membrana plasmática. Estos componentes son

375. 375
similares a aquellos que en las células epiteliales definen la frontera entre los
dominios apical y laterobasal de la membrana plasmática.
b) Diferenciación molecular y reorganización espacial del citoesqueleto. Otro
cambio se observa en la expresión de proteínas que son componentes
esenciales del citoesqueleto neuronal. Hay varios tipos de proteínas que
forman filamentos intermedios y microtúbulos que son específicos de las
neuronas. Estos cambios en la expresión de proteínas específicas de tipo celular
son, precisamente, los que producen los cambios estructurales y organizativos
del citoesqueleto. Dado que la formación de prolongaciones dendríticas y
axones depende de la organización del citoesqueleto, los tipos neuronales con
diferentes patrones de crecimiento de prolongaciones exhiben también
diferente organización del citoesqueleto.
c) Desarrollo y organización espacial del sistema de endomembranas y
organoides. Dos características de las macroneuronas son el gran volumen de
citoplasma alojado en sus prolongaciones y la gran extensión de éstas. Debido
a ello en el soma ocurre un gran desarrollo del sistema de endomembrana y de
otros organoides ya que deben producir una gran cantidad de materiales que
luego son exportados a las fibras nerviosas y sus terminales. Es típica la
abundancia de retículo endoplasmático rugoso (sustancia de Nissl) y gran
cantidad de aparatos de Golgi y otros elementos.
d) El punto anterior explica el gran crecimiento que experimentan las
macroneuronas durante su diferenciación. El crecimiento se acompaña, en
general, de un primer modelado del soma. Ambos fenómenos, crecimiento y
modelado, se deben, por un lado, a la gran cantidad de organoides, y sus
productos, que se acumulan en el pericarion antes de ser direccionados a las
fibras nerviosas y, por otro, al inicio de la emisión de la primera generación de
prolongaciones.
e) Durante de desarrollo de la primera generación de dendritas y del axón, estas
prolongaciones, en general, tienen dimensiones y posiciones tan típicas que
confieren al soma características morfológicas que contribuyen a designarlas
con nombres particulares (fusiformes, bipolares, monopolares, multipolares,
piramidales, mitrales, etc.). El tamaño y la forma de los distintos tipos de
neuronas exhiben una gran variedad que, naturalmente, depende de sus
distintas funciones y modos de integrase en redes locales o de proyección.
f) Otra característica principal de la diferenciación es el ensamblado de sistemas
de transporte intracitoplasmáticos que facilitan el rápido traslado de elementos
del soma a las prolongaciones y viceversa. Estos sistemas de transporte

376. 376
dependen de la organización de: los microtúbulos, los filamentos intermedios y
distintos tipos de miosina y otras moléculas motor. Los sistemas moleculares de
transporte de sustancias y elementos formes (organoides) exhiben una gran
especialización. Algunos de ellos sirven al efecto del transporte anterógrado
(centrífugo) y otros retrógrados (centrípetos). Algunos sirven al efecto de
direccionar elementos a las dendritas o a los axones, etc. Por otro lado, exhiben
diferentes velocidades (rápidos, lentos e intermedios). Es importante notar que,
sin estos sistemas de transporte, las neuronas no podrían mantener las
funciones metabólicas vitales ni la estructura de sus prolongaciones.
g) Como parte de la diferenciación terminal de la neurona queda su integración
funcional a un circuito neural. Este fenómeno está caracterizado por cambios
morfológicos y ultraestructurales vinculados a la sinaptogénesis e importantes
cambios en la expresión génica vinculados, a su vez, a la elección de un sistema
de neurotransmisión en particular y eventualmente la síntesis y secreción de
sustancias neuromoduladoras. Entre los fenómenos de integración funcional se
incluyen también la expresión de todos los componentes moleculares
involucrados en la elaboración de medios de comunicación con las células
gliales. Recuérdese que las neuronas desarrollan sus funciones en forma
interdependiente con las células gliales.
h) Otros cambios morfológicos específicos de tipo neuronal. Aparte de los
hechos genéricos que hemos citado, muchas neuronas poseen características
específicas que las distinguen y que por lo común también permiten
designarlas con nombres típicos. Las macroneuronas en general poseen forma
bastante definida o constante. Debido a ello son fácilmente identificables por
su forma, tamaño, posición, conexiones, etc. y poseen nombres propios. Las
microneuronas son más difíciles de identificar con la precisión con que lo son
las macroneuronas debido a su número, polimorfismo y plasticidad. Sin
embargo, aun así, es razonable suponer que cada una de ellas corresponde a
un tipo neuronal definido (SC La definición de neurona y de tipo neuronal).
Lecturas adicionales
Cameron R, Rakic P. (1991). Glial cell lineage in the cerebral cortex: a review
and synthesis. Glia 4:124-7.
Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al. (editors). (2001). The Initial
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Politis PK1, Thomaidou D, Matsas R. (2008). Coordination of cell cycle exit and
differentiation of neuronal progenitors. Cell Cycle 7(6):691-7.

377. 377
The Initial Differentiation of Neurons and Glia:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11144/
SC 9.11. Bases celulares y moleculares de la neuritogénesis. El comportamiento
del cono de crecimiento axonal. V. Sánchez
Durante el desarrollo del sistema nervioso, cada neurona extiende su axón para
encontrar su
célula blanco en medio de un entorno complejo y cambiante. En la punta de
cada axón se encuentra el cono de crecimiento que, con un comportamiento
dinámico y la capacidad de responder a múltiples fuentes de información
espacial, permite que el axón encuentre su objetivo con un gran nivel de
precisión. El crecimiento del cono axonal sólo es posible si existen moléculas de
señalización posicional y moléculas de adhesión celular (CAM) que lo
relacionen tanto con células vecinas como con la matriz extracelular
circundante.
La estructura del cono de crecimiento es fundamental para su función. El frente
de avance se compone de estructuras dinámicas denominadas filopodias que
exploran el camino por adelante; entre los filopodios se encuentran láminas de
membrana denominadas lamelipodios. Teniendo en cuenta la distribución de
los distintos componentes del citoesqueleto, dentro del cono de crecimiento se
pueden ubicar tres dominios. el dominio periférico (P) contiene haces de
filamentos de F-actina que conforman los filopodios, así como también una
malla o red de F-actina que da estructura a los lamelipodios. Además, presenta
un grupo de microtúbulos (MT) 'pioneros' muy dinámicos que exploran esta
región, generalmente avanzando sobre los paquetes de F-actina. El dominio
central (C) encierra un paquete estable de MT que entran en el cono de
crecimiento desde el eje del axón. Además presenta numerosas organelas,
vesículas y haces de actina centrales. Por último, la zona de transición (T) se
ubica en la interfaz entre los dominios P y C, posee estructuras contráctiles de
actina-miosina que forman una estructura semicircunferencial. La dinámica
entre todos estos componentes determina la forma del cono de crecimiento y
su motilidad durante el viaje hacia su célula blanco cumpliendo un papel
fundamental en la elongación y la dirección que toma éste. Durante su
crecimiento, el cono axonal progresa a través de un ciclo de avance constituido
por 3 etapas: protrusión, expansión y consolidación. A fin de que el cono de
crecimiento pueda navegar censando puntos de referencia espaciales, los
componentes del citoesqueleto que impulsan el movimiento hacia adelante
deben tener la capacidad para distribuirse espacialmente en forma asimétrica
para lograr una dirección precisa.

378. 378
Durante el desplazamiento celular, en los filamentos de actina y los
microtúbulos ocurre un fenómeno denominado “treadmilling”. Este fenómeno
se produce cuando un extremo de un filamento crece en longitud, mientras
que el otro se encoge dando como resultado el "movimiento" aparente de
dicho filamento a lo largo del filopodio. Esto se debe a la eliminación constante
de subunidades de la proteína en cuestión (actina o tubulina) de un extremo,
mientras que subunidades de la misma proteína se añaden constantemente en
el otro extremo.
En el caso del cono de crecimiento este “movimiento” se produce por la
polimerización de actina en el frente de avance, el desensamblado de
subunidades de actina en la zona T del cono y el reciclaje de estas subunidades
a nivel del nuevo frente de avance. Si el flujo retrógrado y las fuerzas de
polimerización están en equilibrio, no se produce protrusión del cono pero
cuando algún filopodio encuentra un sustrato adhesivo, los receptores del
cono de crecimiento se unen al sustrato y se acoplan a F-actina a través de
proteínas de anclaje. Este acoplamiento de F-actina en el frente de avance con
respecto al sustrato atenúa de flujo retrógrado de F-actina. Además de la
polimerización de F-actina se produce un avance de la membrana hacia
adelante. Esto da como resultado el crecimiento del cono. Los MT periféricos
del dominio P exploran entre los haces F-actina de los filopodios y podrían estar
actuando como sensores y andamios para el posterior reclutamiento de MT
adicionales a la región. Los microtúbulos, por su parte, proporcionan apoyo
estructural y actúan como sustratos para el transporte axonal rápido de
organelas. Algunos estudios farmacológicos han revelado que el avance axonal
depende de la dinámica polimerización-despolimerización en los extremos de
los microtúbulos y la regulación, por lo menos en parte, de la actividad de
proteínas asociadas a los microtúbulos (MAP). Las MAP parecen estar
distribuidas diferencialmente en los diversos compartimentos neuronales.
MAP2 se ubica preferentemente en dendritas, mientras que Tau es más
abundante en los axones.
Varios experimentos in vivo como in vitro indican que, cuando los conos de
crecimiento responden a señales extracelulares de quimiotaxis, se produce un
reordenamientos rápido de actina y MT. Los MT se reorientan y se extienden
hacia la región T del cono axonal, mientras aumenta la malla de F-actina en esa
zona.
Se han propuesto diferentes modelos para explicar cómo ocurre la elongación
de los MT durante el crecimiento axonal, y, en todos los casos, el desarrollo de
tensión en la red de F-actina como resultado de su interacción adhesiva con el

379. 379
sustrato subyacente parece ser un elemento esencial. Los receptores
membrana y moléculas de adhesión presentes en el cono de crecimiento, al
unirse a moléculas de la matriz extracelular como: fibronectina, vitronectina y
laminina entre otras, establecen complejos macromoleculares funcionales que
estimulan la polimerización de actina, la estabilización de las mallas de F-actina
formadas y la inhibición de su flujo retrógrado.
Las moléculas de adhesión, además de vincular mecánicamente la célula con la
matriz extracelular, pueden ser consideradas verdaderos receptores capaces de
activar cascadas de señalización intracelular que involucran la fosforilación de
quinasas y la actividad de GTPasas.
Entre las moléculas de adhesión, el sistema mejor caracterizado lo constituye la
familia de las integrinas que participan en el acoplamiento entre el espacio
extracelular y el citoesqueleto. Otra familia de receptores de adhesión es el de
las cadherinas y está relacionada con el F- actina a través de las cateninas.
Durante la generación de neuritas, las neuronas deben ampliar su superficie
rápidamente para posibilitar el crecimiento axonal. Esto requiere el
reclutamiento de membrana recién sintetizada a la superficie celular. Cierta
evidencia experimental indica que la incorporación de membrana se lleva a
cabo por la fusión de vesículas diferentes de las vesículas sinápticas
denominadas “vesículas precursoras de membrana” siguiendo la vía secretora
constitutiva. La incorporación de nueva membrana en el axón en crecimiento
se lleva a cabo a través de un mecanismo de fusión similar al empleado para la
fusión de vesículas sinápticas.
Se han sugerido varios modelos para explicar el agregado de membrana a los
axones durante su elongación. Uno de ellos (el de mayor aceptación) sugiere
que el lugar de incorporación de membrana se lleva a cabo preferencialmente
a nivel del cono de crecimiento. Otro modelo propone que la incorporación de
nueva membrana ocurre en la región del axón más cercano al cuerpo celular y,
por último, también se plantea la posibilidad de que la membrana se intercala
a lo largo del axón en crecimiento. En cualquiera de los casos propuestos, el
agregado de memebrana a la membrana plasmática se produce con la
participación de las vesículas precursoras de membrana plasmática que, antes
de su fusión a la superficie, viajan a lo largo de los MT.
Dentro del cono de crecimiento axonal también se produce el reciclado de
membrana en forma asimétrica y focal facilitando de este modo la
remodelación del cono en función de su entorno como respuesta a factores
quimioatrayentes o repelentes. Estos procesos requieren una rápida y muy

380. 380
dinámica remodelación de la membrana del terminal con un gran gasto
energético que involucra la activación de GTPasas de la familia Rho. Por otra
parte, los factores inhibidores de crecimiento pueden estimular una
recuperación mayor de la membrana e inducir el colapso del cono de
crecimiento.
Si bien se ha avanzado mucho en comprender los eventos que se llevan a cabo
dentro del cono de crecimiento durante la extensión de axones, los procesos
que median la remodelación del citoesqueleto y la incorporación de membrana
local siguen estando parcialmente definidos.
BibliografíaBibliografía
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task. Nat Rev Neurosci 10(4):251-61.
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outgrowth and guidance. Cold Spring Harb Perspect Biol 3(3). pii: a001800.

381. 381
SC 10.1. La influencia de la asimetría sobre la organización espacial de los CCD: el
eje superficie-profundidad de la vesícula lental. V. Flores, M. Rapacioli
SC 10.2. El campo lental del extremo cefálico del embrión. Interacciones celulares
y vías de señalización involucradas en su constitución y evolución. V. Flores
SC 10.3. El papel del mesénquima cefálico periocular como integrador de la
morfogénesis y la histogénesis ocular. V. Flores
SC 10.4. El campo ocular del extremo cefálico de la placa neural. V. Flores
SC 10.5. El papel morfogenético del contacto placoda lental-vesícula óptica. V.
Flores
SC 10.6. La elaboración de mapas de proyección receptor periférico-centro: el
mapa retino-geniculado. V. Flores
SC 10.7. Principios de histogénesis corneal y translucidez de la córnea. V. Flores
SC 10.1. La influencia de la asimetría sobre la organización espacial de los CCD: el
eje superficie-profundidad de la vesícula lental. V. Flores, M. Rapacioli
El desarrollo de la vesícula lental ofrece un ejemplo acerca de cómo las
características fisicoquímicas del ambiente de las células en desarrollo influyen
sobre sus CCD. Las células de la vesícula lental exhiben desde temprano una
diferencia en sus CCD según ocupen la porción superficial o profunda de ella.
Las del hemisferio superficial se mantienen durante mucho tiempo con
capacidad proliferativa y sin capacidad de diferenciarse, en tanto que las células
del hemisferio profundo cesan rápidamente la proliferación y se diferencian en
fibras del cristalino. En otros términos, la lente exhibe un gradiente de
desarrollo tal que se encuentra más avanzado en el polo profundo. Dicho
cambio de comportamiento se produce en la zona del ecuador entre ambos
casquetes (superficial y profundo). Como las células de la superficie anterior
proliferan, se van desplazando hacia el ecuador, las que llegan al ecuador
cambian bruscamente de comportamiento: dejan de comportarse como
pertenecientes a la población superficial y adquieren la conducta típica de las
de la región profunda.

382. 382
Es como si la superficie anterior sólo proveyera las células que se diferencian
sólo en la región profunda. Las células que llegan al polo profundo se
diferencian, el citoesqueleto va adquiriendo una estructura cristalina integrada
por un conjunto típico de proteínas específicas de la lente (cristalinas), pierde
vitalidad el núcleo y los organotes se disgregan y se transforman en estructuras
con propiedades de fibras ópticas. En sentido estricto, las fibras del cristalino no
son células sino el resto que queda de las células una vez que mueren.
El epitelio anterior de la vesícula lental sigue proliferando y produciendo
nuevas células por mucho más tiempo. Como resultado de la intercalación de
las nuevas células, el epitelio anterior se expande y las células más viejas van
corriéndose hacia el borde o ecuador del cristalino. Una vez allí inician la
diferenciación. Así, a lo largo del desarrollo se van agregando nuevas cohortes
de células a lo largo de toda la banda ecuatorial como nuevas capas
concéntricas de nuevas fibras ópticas. ¿Están determinadas a comportarse
diferentemente las células lentales de las regiones superficial y profunda?
Algunas experiencias de rotación de la lente durante el desarrollo indican que
no.
La microcirugía permite extraer la lente y reubicarla en una posición diferente.
Si durante el desarrollo se extrae la lente, que ya ha iniciado su desarrollo, y
exhibe claras diferencias entre células superficiales (no diferenciadas y
proliferantes) y fibras profundas (ya diferenciadas) y se la rota 180º de modo
que el hemisferio profundo pase a ser superficial y viceversa, ocurre el siguiente
fenómeno: a) las células que se encontraban en la cara superficial pasan a estar
ubicadas en el interior de la copa óptica; allí cesan su proliferación y
rápidamente se diferencian; b) las células que se encontraban en el hemisferio
profundo y que ya se habían convertido en fibras del cristalino (elementos
inertes sin vitalidad) quedan como están, pero ahora en la superficie anterior; c)
un fenómeno significativo ocurre en la población de células que ocupan el
ecuador de la lente en desarrollo.
Las células de la banda del ecuador siguen en el ecuador pero con una
polaridad espacial superficie  profundidad invertida. Las células que estaban
pasando de la cara anterior a la posterior estaban cesando su proliferación e
iniciando la diferenciación. Al producirse la inversión del eje
superficieprofundidad de la lente, las células que estaban de la región
superficial del ecuador, que aún proliferaban, pasan a iniciar la diferenciación, y
las células que estaban en la región profunda del borde, que estaban iniciando
la diferenciación, reasumen la proliferación. Así se genera una nueva población
de células lentales en desarrollo con una polaridad invertida con respecto a las

383. 383
que habían iniciado el desarrollo de la lente. Las nuevas células profundas
inician la formación de un nuevo núcleo de fibras primarias a las cuales se
agregan luego nuevas fibras secundarias. Las nuevas células superficiales
regeneran un nuevo epitelio anterior que se extiende sobre la superficie de la
exporción profunda ya diferenciada. Estas dos nuevas poblaciones celulares
continúan el desarrollo de una lente que se construye sobre la que se había
formado inicialmente y que consiste en una lente mixta con un doble carácter,
ya que las fibras ópticas formadas antes de la inversión tienen una orientación
espacial y las que se formaron luego de la inversión tienen la orientación
opuesta.
Este resultado experimental ilustra con claridad la importancia de la
organización espacial de los CCD y la dependencia de dicha organización
respecto de las vías de señalización espacialmente estructuradas que
“imprimen” una asimetría en el entorno de las células en desarrollo (Fig. SC 10-
1-1).
Fig. SC 10-1-1. Representación esquemática de la experiencia de rotación de la
lente. A. Estado inicial: lente en su posición normal. B. Estado inmediato
posterior a la cirugía: lente rotada 180º. C. Seis días después de la cirugía: las
células que inicialmente formaban el epitelio anterior (proliferativo) se
diferencian en “nuevas células profundas” e inician la formación de un “nuevo”
núcleo de fibras primarias y las “nuevas células superficiales del ecuador”
reasumen la proliferación y regeneran un nuevo epitelio anterior. D. Diez días
después de la cirugía.
Bibliografía
Coulombre AJ, Coulombre JL. (1963). Lens development: fiber elongation and

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lens orientation. Science 142: 1489-90.
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Wang Q, McAvoy JW, Lovicu FJ. (2010). Growth factor signaling in vitreous
humor-induced lens fiber differentiation. Invest Ophthalmol Vis Sci 51(7):3599-
3610.
SC 10.2. El campo lental del extremo cefálico del embrión. Interacciones celulares
y vías de señalización involucradas en su constitución y evolución. V. Flores
El ectodermo epidérmico de las regiones laterales del prosencéfalo, la zona que
cubre las vesículas ópticas adquiere, desde muy temprano, potencia para
formar la lente. Dicha región ectodérmica integra la zona denominada línea de
Wolff que origina placodas ectodérmicas. Las placodas ectodérmicas generan
células que luego se diferencian en a) neuroepitelios receptores periféricos
(olfatorio, auditivo, del equilibrio, etc.), b) células que se invaginan e incorporan
a ganglios sensoriales craneales (placodas óticas, placodas epibranquiales) y,
además, generan células que c) contribuyen a amplificar las poblaciones
mesenquimáticas cefálica y branquial.
El área de ectodermo que durante el período somítico forma la línea de Wolff
deriva de la zona ectodérmica, ya definida durante la gastrulación,
denominada área preplacodal. Esta área, en estados más tempranos, ocupa la
región del ectodermo epidérmico que bordea, a modo de herradura, el
extremo cefálico de la placa neural (SC 11.4. Modelo de inducción de la región
preplacodal).
La zona llamada línea de Wolff está integrada por el ectodermo epidérmico y
una delgada capa de mesénquima subyacente con la que interactúa. Este
mesénquima está formado mayoritariamente por células provenientes de la
cresta neural preótica o craneal. En la región encefálica, las células de la cresta
neural se segregan del compartimento epitelial incluso antes de que se cierre el
tubo neural. Parte de estas células se distribuyen en superficie por debajo del
ectodermo y junto con él forman parte de la línea de Wolff.
Algunos experimentos clásicos muestran que, cuando dicha región
ectodérmica es trasplantada muy tempranamente (antes de la interacción con
su correspondiente mesénquima), no se transforma en placodas sino
simplemente en epidermis de la región a la que fueron trasplantadas. Por el
contrario, cuando se explantan o trasplantan, en estados más avanzados,

385. 385
porciones definidas de la línea de Wolff, estos tejidos originan las placodas que
hubieran formado en sus lugares de origen.
Este segundo resultado implica que se hallaban determinadas antes del
trasplante. Se sabe que para que la determinación ocurra el ectodermo del área
preplacodal debe recibir previamente diferentes tipos de estímulos de tejidos
mesodérmicos y ectodérmicos adyacentes. Entre estas señales existen algunas
positivas (+) que son determinantes y existen algunas que son inhibitorias o
negativas (-). Las primeras posibilitan que las células expresen la combinatoria
de factores de transcripción correspondiente al área placodal. Las segundas
sirven para localizar la acción de modo que el área no se extienda más de lo
normal.
En el caso concreto de la placoda lental, se considera que uno de los factores
transcripción incluidos en la combinatoria de factores que participa en su
determinación es el factor Pax6. Casi simultáneamente, las células de la región
ocular de la placa neural, región precursora de la vesícula óptica, expresan Pax6.
No se sabe si la expresión de este factor indica determinación en sentido lental
o adquisición de competencia para responder a la acción determinante del
mesénquima cefálico.
De todos modos, se sabe que si el ectodermo de dicha región es trasplantado a
la región de la placoda auditiva, el ectodermo se diferencia en placoda (aun sin
interacción con la vesícula óptica) reteniendo su carácter lental. Este hecho
muestra que la región ya está determinada antes de su interacción con la
vesícula óptica. Estos experimentos también indican que la población celular
determinante que restringe la potencia del ectodermo epidérmico y lo
determina en sentido lental es el mesénquima cefálico regional. También
existen experimentos que indican que la región posee propiedades de campo,
vale decir, antes de la constitución de la placoda lental ya está determinada
pero con propiedades regulativas.
Acciones permisivas y diferenciación de la placoda lental. Una vez determinada
la evolución en sentido lental, la etapa siguiente es la diferenciación en placoda
lental. A este fenómeno le siguen la invaginación de la placoda, la formación de
la vesícula lental y la diferenciación de ésta en lente. En este proceso participa,
al parecer permisivamente, el neuroepitelio de la vesícula óptica. El carácter
permisivo de tal acción es supuesto a partir del hecho que: a) no asigna carácter
lental pues ya lo posee desde antes y b) en condiciones experimentales, el
efecto del neuroepitelio de la vesícula óptica puede ser reemplazado
exitosamente por señales generadas por una diversidad de otros tejidos. Se
considera que durante la diferenciación las células del campo lental reciben

386. 386
señales de la vesícula óptica ya que ésta secreta varias proteínas señal (p. ej.,
proteína señal Bmp4) que estimulan la expresión de nuevos factores de
transcripción como Sox2, Pax, la proteína factor de transcripción KLF6 (Krüppel-
like factor-6) y otros.
La formación de la fosa y la vesícula lental. Los procesos que conducen a la
formación de la fosa y vesícula lental, si bien pueden producirse en otros
lugares en los que la placoda es trasplantada, no se cumplen de la misma
forma. Ello se debe a que la precisión de dichos procesos morfogenéticos está
regulada por medio de interacciones de adhesión, fuerzas interfaciales de
intensidad regulada que sólo se logran a través de interacciones con la vesícula
óptica y el ectodermo regional (SC 10.5. El papel morfogenético del contacto
placoda lental-vesícula óptica).
Bibliografía
Bhattacharyya S, Bronner-Fraser M. (2004). Hierarchy of regulatory events in
sensory placode development. Curr Opin Genet Dev 14 (5): 520-6.
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chick. J. Exp. Zool 117: 31-64.
Ogino H, Yasuda K. (2000). Sequential activation of transcription factors in lens
induction. Dev Growth Differ 42(5):437-48.
SC 10.3. El papel del mesénquima cefálico periocular como integrador de la
morfogénesis y la histogénesis ocular. V. Flores
El mesénquima cefálico es una adquisición evolutiva relativamente reciente. Se
ha desarrollado a lo largo del proceso de cefalización que ocurrió desde la
aparición de los cefalocordados en adelante. Cumple un papel primordial en la
morfogénesis y la histogénesis del aparato de la contención neurosensorial y la
de los propios órganos de los sentidos.
En el caso del desarrollo del ojo, que posee varias cubiertas conectivas con
importantes diferencias interespecíficas, el mesénquima cefálico ha sufrido
varias adaptaciones vinculadas a los cambios evolutivos del sistema visual.
Varias son las instancias en las que células del mesénquima cefálico
desempeñan papeles importantes durante el desarrollo del sistema visual.
a) El efecto más temprano conocido es la escisión del campo ocular (retiniano)
del extremo cefálico (prosencefálico) de la placa neural en dos porciones,

387. 387
derecha e izquierda, con capacidad para formar un par de ojos con simetría
bilateral. Tempranamente, dicha región tiene capacidad de campo y forma un
único ojo medial. Ulteriormente es escindido en dos mitades simétricas y
bilaterales. Esta función al parecer es cumplida por células del mesodermo axil
precordal (proceso cefálico o notocorda anterior) que, a través de la
señalización celular vía Shh, que es un importante morfógeno de la región
ventral del tubo neural, tienen un efecto en la generación de la línea media y la
formación de estructuras especulares o bilaterales respecto de ella. Las
alteraciones en este proceso de señalización conducen a malformaciones en las
que no es posible distinguir una línea media como la ciclopía aislada o asociada
a otras malformaciones más graves como la holoprosencefalia. Por otro lado, se
ha postulado que este mesénquima también contribuye con células musculares
a la musculatura extrínseca del ojo.
b) El siguiente efecto es su participación, como generador de señales
determinantes y localizadoras del área preplacodal y luego, durante la
formación de la línea de Wolff, como generadora de señales determinantes y
localizadoras del campo lental en el ectodermo del área preplacodal (SC 10.2.
El campo lental del extremo cefálico del embrión. Interacciones celulares y vías
de señalización involucradas en su constitución y evolución). Este efecto,
denominado “localizador” de la capacidad formadora de lente y diferenciación
de la placoda lental es muy importante ya que, inicialmente, el campo lental es
bastante más extenso que la placoda y se extiende a zonas aledañas en las que
coexisten células que luego forman parte de otras placodas. Esta delimitación
más precisa de regiones se ha denominado también como “refinamiento” en la
distribución de potencias de desarrollo.
c) Luego de dicho efecto, el mesénquima cefálico desaparece casi por completo
de la región interpuesta entre la placoda lental y la vesícula óptica. De esta
forma ambas estructuras epiteliales, ya determinadas, interactúan
directamente e inician una serie de interacciones que poseen tanto efecto
morfogenético como histogenético (SC 10.5. El papel morfogenético del
contacto placoda lental-vesícula óptica).
d) El contacto entre los epitelios de la placoda lental y de la vesícula óptica
produce efectos de desarrollo sobre ambos. Por un lado, la vesícula óptica
actúa como población celular permisiva sobre el campo lental y estimula su
diferenciación en placoda lental. Por otro lado, señales de la placoda operan en
forma determinante y/o permisiva sobre el neuroepitelio de la vesícula óptica y
hacen que se diferencie en sentido de retina neural. Esta acción de la placoda
se pone de manifiesto cuando se impide el contacto de la vesícula óptica con el

388. 388
campo lental; en ese caso la región superficial de la vesícula óptica no se
diferencia en retina neural sino que adquiere las características del epitelio
pigmentario de la retina.
e) El hecho señalado indica que el mesénquima cefálico periocular tiene la
capacidad de redireccionar la evolución del neuroepitelio de la vesícula óptica
en sentido de epitelio pigmentario. Esta acción se pone de manifiesto en
experimentos en los que se elimina la placoda lental y toda la vesícula es
rodeada por el mesénquima cefálico periocular. En esta situación, la vesícula
óptica no se invagina y todo el epitelio de la vesícula se diferencia en una capa
de epitelio pigmentario. Vale decir, no se forma retina neural. Este efecto se
deduce también observando el desarrollo normal; normalmente la región de
vesícula óptica que entra en contacto con la placoda lental se diferencia en
retina neural, mientras que la que queda rodeada por mesénquima periocular
se diferencia en epitelio pigmentario de la retina. Estas acciones diferentes de
la placoda y el mesénquima periocular tienen efecto morfogenético e
histogenético ya que garantizan que en la hoja interna de la copa óptica (que
recibió la acción de la placoda) se forme la retina y que la hoja externa (que
recibe la acción del mesénquima) rodee externamente a la retina neural.
f) El mesénquima periocular desempeña también un papel central en el
desarrollo de la retinotopía; vale decir, en la instalación de las polaridades
(dorsoventral y nasotemporal) que definen el patterning de las células
ganglionares de la retina necesario para la elaboración de los mapas de
proyección retinogeniculada derecha e izquierda. La función visual requiere
que las conexiones retinogeniculadas se realicen entre neuronas que ocupan
puntos correspondientes de la retina y del núcleo geniculado lateral. Esto es
posible debido a que en ambos órganos se instalan polaridades espaciales que
asignan propiedades específicas de lugar o posición a las neuronas que ocupan
diferentes posiciones a lo largo de dos ejes espaciales. Estos ejes son instalados
en la población de células ganglionares de la retina por medio de sistemas de
señalización celular espacialmente organizados o gradientes generados por el
mesénquima periocular.
g) El mesénquima cefálico-periocular participa también en el patterning de la
lente controlando la ejecución diferencial, en función del espacio, de las
actividades de proliferación y diferenciación celular (SC 10.1. La influencia de la
asimetría sobre la organización espacial de los CCD: el eje superficie-
profundidad de la vesícula lental).
h) Finalmente, desde el punto de vista estructural, el mesénquima cefálico
periocular participa en el desarrollo del ojo con una versatilidad llamativa.

389. 389
Analizado a lo largo del eje radial del ojo, genera una variedad de tejidos
conectivos estructuralmente diferentes y con distintas funciones; considérense
las diferentes cubiertas oculares y el humor vítreo. Por otro lado, cada una de
estas cubiertas posee diferencias estructurales y funcionales típicas en
diferentes regiones a lo largo de la circunferencia que va desde el centro de la
córnea al nervio óptico. También participa en la generación de estructuras
específicas del ojo como la zónula de Zinn, cápsulas de la lente y del humor
vítreo, entre otras.
Bibliografía
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Harb Perspect Biol 4(12). pii: a008391.
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Vladimir Flores. (1988). Actualizaciones en biología del desarrollo. Buenos
Aires: Libreros López Editores..
SC 10.4. El campo ocular del extremo cefálico de la placa neural. V. Flores
Algunos experimentos clásicos mostraron que el extremo cefálico de la placa
neural posee potencia para generar retina neural y que, además, posee
propiedades de campo.
Cuando el extremo cefálico (prosencefálico) de la placa neural, de las etapas de
fines de la gastrulación, es disecado y llevado a un medio de cultivo rodeado de
mesénquima (explanto), se diferencia en una estructura vesicular epitelial
similar a la vesícula óptica. El explanto así cultivado, pese a que a) está formado
por las dos mitades, derecha e izquierda, del extremo de la placa neural, y que
b) durante el desarrollo embrionario normalmente origina dos vesículas ópticas
que luego generan dos retinas con simetría bilateral, en las condiciones de
cultivo señaladas solo origina una vesícula óptica.
Cuando en el explanto arriba señalado (extremo anterior de la placa neural)
antes del cultivo es dividido en sus dos mitades, derecha e izquierda, cada
mitad exhibe capacidad para originar una vesícula óptica.
Estos experimentos muestran, tempranamente, durante la gastrulación, que el
extremo anterior de la placa neural se comporta como un campo
morfogenético. Por dicho motivo, el extremo anterior de la placa neural fue
denominado clásicamente, por algunos investigadores, como territorio

390. 390
presuntivo ocular de la placa neural y, por otros, como campo ocular (Fig. SC 10-
4-1 A).
Cuando los experimentos arriba descritos se repiten en función del tiempo, se
constata que la propiedad de campo se mantiene durante un cierto período y
luego desaparece. Sobre la base de otros resultados experimentales de cultivos
de explantos, combinados con análisis de biología celular y molecular, se ha
postulado que la escisión del campo ocular en dos campos, uno derecho y uno
izquierdo, depende de una acción ejercida por el mesodermo axil precordal
que normalmente subyace en dicha región de la placa neural. Por un lado, las
alteraciones espontáneas en la formación de dicho mesodermo se asocian
estadísticamente a fallas en la escisión del campo ocular y, por otro, cuando se
interfiere experimentalmente la migración del mesénquima precordal se
mantiene por más tiempo la propiedad de campo.
Las observaciones mencionadas permitieron proponer que la ciclopía
(presencia de un único ojo de ubicación medial) podría ser el resultado de una
falla en el proceso por medio cual el campo ocular se escinde en dos. En tales
circunstancias se formaría una sola vesícula óptica y, en consecuencia una sola
copa óptica y, en rededor de la misma, el mesénquima cefálico se organizaría
formando las cubiertas de un único ojo medial.
Varias observaciones recientes, con nueva tecnología, llegan a conclusiones
similares. Confirman la existencia de una región del extremo cefálico de la placa
neural precursora de las células que integrarán las vesículas ópticas. Esta región
puede ser identificada por la expresión local selectiva de las proteínas factores
de transcripción Pax2 y Pax6. Poco tiempo luego de la expresión de estos
factores, las células de la placa precordal, que se continúa caudalmente con el
mesénquima precorda,l inician la síntesis de la proteína señal Shh. Al parecer, la
activación de la vía de señalización de la señal Shh en las células de la región
medial del campo ocular, de un modo no conocido, inhibe el desarrollo en
sentido ocular y escinde el territorio o campo ocular inicial en dos regiones
laterales con potencia para formar retina (Fig. SC 10-4-1 B).
Una vez activada la señalización vía Shh en la línea media, desaparece en dicha
región la expresión de los factores de transcripción Pax2 y Pax6, en tanto que
en las regiones derecha e izquierda continúa su expresión. El factor de
transcripción Pax2 se expresa selectivamente en la región ocupada por células
que quedarán confinadas al pedículo óptico, y el factor Pax6 se expresa en
células que integrarán la copa óptica. Éstas últimas son las que, dependiendo
de interacciones celulares ulteriores, con el mesénquima cefálico regional o con
la placoda lental, originarán diferentes tipos celulares de la retina (SC10.3. El

391. 391
papel del mesénquima cefálico-periocular como integrador de la morfogénesis
y la histogénesis ocular).
Fig. SC 10-4-1. Representación esquemática de la ubicación del campo ocular.
Vista dorsal. A. Mediados de 3ª SD. B. Fines de 3ª SD.
Bibliografía
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phenotypic fate of retinal precursor cells. Invest Ophthalmol. Vis Sci 38(7):1293-
303.
SC 10.5. El papel morfogenético del contacto placoda lental-vesícula óptica. V.
Flores
Las interacciones placoda lental-vesícula óptica no poseen solo papeles
permisivos o determinantes referidos al destino futuro de las células que los
componen. Las propiedades adhesivas y las intensidades de las fuerzas
interfaciales entre los epitelios interactuantes también poseen un papel
morfogenético. Tal papel resulta del hecho de que las fuerzas desarrolladas a)

392. 392
modelan temprana y transitoriamente a las poblaciones interactuantes, b) los
cambios de forma tempranos, al ser base de procesos futuros, repercuten más
adelante en la morfogénesis global y c) generan disposiciones espaciales de los
tejidos que posibilitan interacciones futuras con otras poblaciones celulares.
Entre las interacciones con papel morfogenético merecen comentarse las
siguientes (varias otras figuran en la literatura):
a) La adhesión entre las superficies basales del ectodermo prelental y del
epitelio neural de la vesícula óptica no es solo resultado de la intensidad de la
fuerza interfacial entre ambas. Este proceso es facilitado por un
desplazamiento de las células del mesénquima cefálico, fuera del área de
contacto epitelial, que favorece la adhesión. El desplazamiento del
mesénquima fuera del área de contacto y la consiguiente adhesión entre los
dos epitelios permiten que las fuerzas morfogenéticas necesarias para la
invaginación, generadas en cualquiera de los dos epitelios, se transmita
también al otro. Se considera que este fenómeno explica cómo ambos epitelios
se curvan, simultáneamente, como láminas concéntricas con el mismo radio de
curvatura.
b) Otro fenómeno involucrado en el control de la invaginación conjunta de
ambos epitelios es la tensión que ejerce el ectodermo perilental sobre los
bordes de la placoda lental durante la invaginación. Durante la invaginación
aparece una tensión, en el plano del epitelio perilental, que se revela por el
hecho de que si, en el momento de la invaginación, se realiza una pequeña
incisión rectilínea de orientación tangencial al borde de la placoda, la línea de
incisión se transforma rápidamente en un ojal. Este hecho revela que los bordes
de la incisura están sometidos a tensión (Fig. SC 10-5-1).
La importancia morfogenética de la tensión ejercida sobre los bordes de la
placoda se revela por el hecho de que una incisión realizada en derrededor de
la placoda ocasiona una invaginación acelerada y excesiva. La vesícula lental, en
lugar de quedar ubicada en posición normal, rodeada por los bordes de la copa
óptica, queda completamente incluida dentro de ella. Vale decir,
completamente rodeada por la hoja interna de la copa óptica, ocupando el
lugar que correspondería al humor vítreo. Así, la tensión y el tiempo durante el
cual la placoda se mantiene unida al ectodermo parece poseer un efecto sobre
la intensidad del plegamiento de ambos epitelios.

393. 393
Fig. SC 10-5-1. Representación esquemática de la experiencia de sección del
epitelio ectodérmico perilental. A-C. Invaginación normal de la placoda lental.
B’. Ilustra el estado inmediato posterior a la cirugía. C’. Evolución luego de la
cirugía. La invaginación de la copa óptica es exagerada y encierra a la vesícula
lental.
c) El contacto entre las superficies basales de ambos epitelios permite
interacciones que generan cambios en el patrón de proteínas que ambos
epitelios expresan en sus superficies basales y que secretan hacia el
mesénquima y conforman sus respectivas membranas basales. La evidencia
experimental indica que la composición molecular de dichas membranas
basales es importante en cuanto a definir interacciones futuras con el
mesénquima circundante: 1) en el caso de la hoja interna de la copa óptica, con
la cara profunda del cristalino y el mesénquima precursor del cuerpo vítreo y 2)
en el caso de la cara anterior del cristalino y la superficie basal del ectodermo
(futura córnea) con el mesénquima que forma los estromas de la córnea y del
iris (véase siguiente punto).
d) Un fenómeno similar al descrito ocurre en la zona de contacto transitorio
entre las superficies basales del epitelio del borde de la fosa o la vesícula lental
recién formada y el epitelio ectodérmico superficial antes de que ambos se
desprendan. En dicha interfaz, al principio, no se introduce el mesénquima
circundante. Durante dicho tiempo de interacción, los epitelios interactuantes
generan membranas basales que programan el reingreso de mesénquima en
dicha zona. El reingreso del mesénquima cefálico se produce en forma de dos
capas deslaminadas: 1) una de las láminas migra sobre la superficie anterior de
la lente y forma la membrana iridopupilar; 2) la otra lámina migra sobre la
membrana basal del ectodermo superficial y formará el estroma de la córnea.
Este fenómeno modela también la cámara anterior del ojo que queda ubicada

394. 394
entre las dos láminas de mesénquima mencionadas. Estos ejemplos ilustran
cómo las interacciones mencionadas en c y d programan futuras interacciones
con otros tejidos y estructuraciones espaciales futuras de éstos (Fig. SC 10-5-2).
Fig. SC 10-5-2. A. Esquema que ilustra las oleadas migratorias de mesénquima
cefálico que forman el estroma de la córnea y del iris. La primera oleada formó
el endotelio corneal. La segunda oleada forma el estroma del iris y la tercera
oleada forma el estroma corneal. B. Fotografía de corte histológico del borde
superficial de la copa óptica, el limbo esclerocorneal y la vesícula lental
(Embrión humano; 8ª SD). Entre el endotelio corneal y la membrana
iridopupilar en formación se está formando la cámara anterior. En el limbo
esclerocorneal se observa un plexo capilar que se comunica con ramas del
plexo vascular hialoideo. La hoja externa de la copa óptica es un epitelio
pigmentado.
e) Se considera que la extensión del área de contacto entre la vesícula óptica y
la placoda lental posee papel morfogenético. Dado que se trata de poblaciones
celulares que, desde el punto de vista físico, se comportan como materiales
maleables, la intensidad de la fuerza interfacial opera como variable que regula
el área de contacto entre ambas superficies. Por otro lado, se considera que la
presión hidrostática del líquido contenido en cavidades epiteliales también
posee papel morfogenético ya que genera una tensión tangencial sobre las
células que puede modificar significativamente sus comportamientos de
desarrollo. En el caso de la vesícula óptica se considera que la presión
hidrostática posee una connotación adicional. El proceso morfogenético de
adhesión entre el ectodermo prelental y la vesícula óptica, y la extensión del
área de contacto entre ambos, depende, por un lado, de la intensidad de la
fuerza de adhesión interfacial entre ambas y, por otro, de la posibilidad de que

395. 395
cada uno de dichos epitelios se adapte a la forma del otro; cuanto mejor se
adapten uno al otro, mayor será la superficie de contacto entre ellas. Una
vesícula óptica con presión interna normal tiene un área de contacto diferente
del de una vesícula “desinflada” que se amolda mejor al epitelio. Este efecto se
pone de manifiesto cuando se realiza un pequeño orificio en la pared de la
vesícula que permite la filtración del líquido interno. Esta situación conduce a
diversos tipos de malformaciones oculares. Se ha postulado que una presión
intravesicular relativamente baja permitiría una zona de contacto amplia y ello
conduciría a vesículas lentales grandes y hojas internas de la copa óptica
también de mayor tamaño. Por el contrario, una presión intraocular alta llevaría
a situaciones inversas. En ambos casos, en los demás tejidos se producirían
modificaciones compensatorias en el crecimiento de los tejidos tendientes a
lograr la armonía entre todos los elementos que componen el ojo. La
imposibilidad de lograr tal armonía llevaría a diversas alteraciones que incluyen
tamaño anormal de los ojos.
f) El hecho planteado en el punto precedente ha sido señalado también como
una característica peculiar del ojo en el sentido de que la influencia recíproca
entre epitelio ectodérmico prelental y epitelio de la vesícula óptica, además del
carácter localizador (SC 10.2. El campo lental del extremo cefálico del embrión.
Interacciones celulares y vías de señalización involucradas en su constitución y
evolución. Véase también el punto precedente) posibilita una cierta armonía en
las proporciones de los órganos derivados de ellos. Este hecho se pone de
manifiesto cuando, experimentalmente, se realizan disociaciones de los
epitelios prelental y vesículas ópticas de animales que tienen ojos grandes y
pequeños y se los reasocia en recombinaciones recíprocas. De dichas
asociaciones surgen copas ópticas y lentes armónicos que no poseen el tamaño
de los ojos grandes ni pequeños de los animales de los que se obtuvieron los
elementos interactuantes sino tamaños intermedios.
Todos los hechos experimentales señalados ponen de manifiesto la enorme
importancia y los diversos efectos de desarrollo, que poseen las interacciones
mediadas por contactos a veces muy transitorios entre poblaciones celulares en
desarrollo.
Bibliografía
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Spemann, H. (1962). Embryonic development and induction. New York: Hafner
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SC 10.6. La elaboración de mapas de proyección receptor periférico-centro: el
mapa retino-geniculado. V. Flores
La visión es el sentido que con mayor precisión y rapidez permite analizar
información espacial. La visión integra información proveniente de todos los
puntos del espacio que conforman el campo visual. Para la conducta animal, es
vital discriminar con precisión las posiciones relativas de los puntos que emiten,
o reflejan, luz. Ello permite percibir los objetos del mundo en sus posiciones
relativas reales.
La retina, y el resto de las estructuras oculares, poseen una organización que
permite discriminar y registrar con eficiencia los puntos del campo visual. La
información visual “registrada” en la retina en forma espacialmente
discriminada es luego enviada al centro por medio del nervio óptico. De nada
serviría la discriminación espacial lograda en la retina si la ésta no se conservara
a lo largo de la vía visual hasta llegar a la corteza visual. La información visual
captada por cada célula fotorreceptora es transferida hasta las columnas
corticales del área visual primaria de la corteza occipital, a través de cadenas de
neuronas conectadas por varias sinapsis.
La información visual es procesada, en parte, en la propia retina y, desde la
neurona ganglionar de la retina (NGR) es llevada al núcleo de relevo, el núcleo
geniculado lateral (NGL), que luego la transfiere al área 17 de la corteza
occipital o área visual primaria o V1. Dado el carácter polisináptico de la vía
visual, existen estrategias de establecimiento y mantenimiento de contactos
sinápticos tendientes a lograr que la discriminación espacial lograda en la
retina no se pierda en el trayecto desde las células fotorreceptoras a las
columnas corticales del área V1. Es decir, que la información proveniente de
distintos puntos del campo visual no se “mezcle” pues se perdería la
información referida a las posiciones relativas de dichos puntos en el campo
visual.
A lo largo de la evolución se han seleccionado estrategias de desarrollo que
tienden a lograr una correspondencia topográfica entre “puntos” de los
neuroepitelios receptores de los órganos de los sentidos y “puntos” de las áreas
centrales a las que dicha información es proyectada. Tales correspondencias
topográficas entre puntos de uno y otro se denominan mapas de proyección.
En el caso de la vía visual existe un mapa de proyección retino-geniculado y
también un mapa de proyección genículo-cortical (Recomendamos consultar en

397. 397
textos de Anatomía la organización de la vía visual y, en textos de Histología y
Fisiología, la organización de la retina, del núcleo geniculado lateral y de la
corteza visual).
La posibilidad de elaborar mapas de proyección entre neuroepitelios
receptores periféricos y áreas de proyección centrales depende de procesos
que operan en diferentes niveles de regulación del desarrollo de circuitos en el
sistema nervioso central: a) la definición de categorías de neuronas que
relacionen un neuroepitelio receptor (p. ej., NGR) con un área central
(interneurona del NGL), b) la existencia de mecanismos de guía para el
crecimiento axonal que conduzcan a los conos de crecimiento de los axones
desde la retina, a través de un trayecto sinuoso (nervios, quiasma y cintillas
ópticos), hasta el NGL, finalmente, c) la existencia de mecanismos que generen
una tendencia a que los axones provenientes de una zona particular de la
retina establezcan contactos preferentemente con neuronas de una zona
particular del NGL y que las posiciones relativas de las NGR (que emiten los
axones) se correspondan con las posiciones relativas de las neuronas del NGL
(que reciben los axones). El mismo problema se repite cuando se considera
cómo las neuronas del NGL establecen conexiones específicas con neuronas del
área cortical.
a) La definición de categorías de neuronas
Varias son las propiedades que definen un tipo neuronal terminalmente
diferenciado (SC La definición de neurona y de tipo neuronal). Muchas de ellas
se elaboran epigenéticamente por medio de interacciones entre neuronas en
desarrollo. Sin embargo las macroneuronas (como las NGR que son eferentes
de la retina al NGL, y también las neuronas eferentes del NGL a la corteza)
nacen con un programa que les permite desarrollar un conjunto básico de
características específicas de tipo neuronal. Entre estas características básicas se
incluye la expresión de proteínas de membrana (receptores y/o ligandos) que
permiten a las neuronas en desarrollo realizar interacciones célula-sustrato (con
componentes de la matriz extracelular) e interacciones célula-célula con otras
poblaciones celulares que son potenciales blancos para inervar. Las dos
propiedades mencionadas están incluidas en la programación de CCD por
medio de los cuales los axones en crecimiento recorren trayectos hasta llegar a
sus órganos blanco (SC 9.11. Bases celulares y moleculares de la neuritogénesis.
El comportamiento del cono de crecimiento axonal). Proteínas de este tipo les
permiten también realizar las interacciones con células blanco potenciales de
modo tal que se elabora una primera organización espacial de contactos o
“mapa crudo” de proyección. Este mapa es pasible de ser modificado luego

398. 398
epigenéticamente de un modo dependiente de la actividad (Véase SC. La fase
de neuritogénesis II. La actividad exploratoria del cono de crecimiento.
Exploración y seguimiento. Quimioatracción y quimiorrepulsión. Zonas de
inclusión y de exclusión de conos de crecimiento).
b) El crecimiento axónico dirigido desde la retina al NGL
El crecimiento de los axones de las NGR es dirigido por medio de interacciones
con proteínas de la matriz celular o de la superficie celular de células que
encuentran en su camino o también por medio de interacciones laterales con
otros axones en crecimiento. Esto es así ya sea cuando crecen en el plano
tangencial de la retina o a lo largo de la capa marginal del neuroepitelio (futura
capa fibrosa interna), como también cuando ingresan al nervio óptico, se
decusan, o no, en el quiasma y siguen por los tractos ópticos hasta el NGL.
En la primera fase, los axones siguen caminos curvos, migran tangencialmente
en forma ordenada, manteniendo sus posiciones relativas, sin mezclarse, a
través de la capa marginal del neuroepitelio. Así van generando la capa fibrosa
interna de la retina, y confluyen hacia el pedículo óptico.
En la segunda fase, dentro del nervio, quiasma y tracto ópticos, los axones
mantienen un cierto orden vinculado al de sus neuronas de origen en la retina.
Se ha propuesto que algunos componentes de la matriz extracelular (laminita y
fibronectina, vitronectina y condroitín sulfato, y heparán sulfato) contribuyen a
la fasciculación disminuyendo la probabilidad de mezcla de axones. Esto
aumentaría la probabilidad de que los axones que emergen juntos de una
cierta región de la retina mantengan sus posiciones relativas durante todo el
trayecto y arriben juntos a la misma región del núcleo geniculado. Este
fenómeno podría contribuir en cierta medida al establecimiento de la
retinotopía. Existen varios modelos propuestos para explicar cómo los axones
se guían realizando interacciones con componentes de la matriz extracelular
que generan zonas que admiten el ingreso de conos de crecimiento de axones
en crecimiento (zonas de admisión) y componentes que generan un ambiente
que no admite el ingreso de ciertos conos de crecimiento (zonas de exclusión)
(SC La fase de neuritogénesis II. La actividad exploratoria del cono de
crecimiento. Exploración y seguimiento. Quimioatracción y quimiorrepulsión.
Zonas de inclusión y de exclusión de conos de crecimiento).
c) La instalación de propiedades de lugar en la retina y en el geniculado. La
distribución de axones en el área blanco.

399. 399
Las características de desarrollo arriba mencionadas, consideradas
cualitativamente, caracterizan genéricamente a las NGR como la población
neuronal aferente al NGL. Sin embargo, no permiten distinguir las NGR
temporales de las nasales ni las dorsales de las ventrales. Tampoco permitirían
explicar las correspondencias topográficas que definen el mapa de proyección
retino-geniculado.
Para entender estas diferencias es pertinente señalar que las propiedades
mencionadas en los puntos anteriores, tales como la expresión de proteínas
receptores y/o ligandos, etc. no son solo cualitativas sino que se expresan con
diferente intensidad a lo largo del plano tangencial de la retina.
Existe una batería de varias proteínas involucradas en fenómenos interactivos
de reconocimiento célula-matriz extracelular o célula-célula, que se expresan,
tanto en la retina como en el NGL, en forma de gradientes. La expresión
diferencial de las proteínas mencionadas en función del espacio definido a lo
largo de ejes espaciales nasaltemporal y dorsoventral opera como sistema de
referencia que asigna diferencias dependientes de posición a las NGR que
ocupan diferentes regiones de la retina. Estas diferencias dependientes de
posición confieren identidad o individualidad a las NGR y a las interneuronas
del NGL y, en consecuencia, posibilitan que NGR e interneuronas del NGL
establezcan contactos de un modo selectivo o preferencial. La figura SC 10-6-1
muestra un modelo sobre cómo, basado en la estrategia señalada, se pueden
establecer mapas de proyección crudos que luego son pasibles de
remodelación y refinamiento.
Fig. SC 10-6-1. Esquema simplificado de un modelo sobre el modo como se
establecería un mapa o correspondencia topográfica entre una población
inervante y su campo de inervación o blanco (Modelo: mapa retino-tectal en las
aves). El modelo ilustrado se basa en la existencia de gradientes opuestos de
expresión de receptores Eph y sus ligandos, las efrinas. Los axones de la retina
temporal expresan altos niveles de EphA (verde). Los conos de crecimiento de
estos axones son repelidos (excluidos) y no pueden ingresar en las regiones
caudales del tectum que expresan altos niveles de efrina A (azul). Debido a ello
se distribuyen en la región cefálica del tectum. Los axones de la retina nasal,
por el contrario, expresan bajos niveles de EphA e invaden preferentemente las
regiones caudales del tectum. Por otro lado, los axones de la mitad ventral de la
retina expresan altos niveles de EphB (amarillo) e invaden fácilmente la mitad
medial del tectum que expresa altos niveles de efrina B (rojo). A su vez, los

400. 400
axones de la mitad dorsal de la retina, que expresan bajos niveles de EphB
invaden fácilmente la región lateral del tectum.
Todos estos aspectos fueron conceptualmente planteados en la hipótesis de la
quimioafinidad planteada en la década de los años 1940 por Sperry. El mapa
de proyección crudo se establecería del siguiente modo. La expresión
diferencial de proteínas en los conos de crecimiento de los axones de las NGR, y
también en las interneuronas del NGL, haría que algunas zonas del NGL se
comporten como zonas de admisión para cierta subpoblación de axones
retinales y como zona de exclusión para otras subpoblaciones de axones. Si se
considera que otras zonas del NGL se comportan inversamente, puede
advertirse que diferentes tipos de axones se detendrán en diferentes regiones
del blanco. De esta forma los extremos de crecimiento de diferentes
subpoblaciones de axones pueden ir segregándose dentro del campo por
inervar. Así, axones con propiedades de superficie similares tendrán mayor
probabilidad de ser admitidos en, o excluidos juntos de las zonas mencionadas
y separados de los axones que poseen propiedades de superficie diferentes. Se
propone que, cuanto más parecidos sean los axones, más cercanos serán sus
sitios de proyección. Recíprocamente, cuanto más disímiles sean en sus
propiedades de superficie más lejos quedarán sus sitios de proyección. Ésta
sería la estrategia de elaboración de los mapas crudos que, en general, no
depende de la actividad del sistema. Se basa en la existencia de diferencias
dependientes de posición tanto en el neuroepitelio periférico como en el área
central de inervación.
Con respecto al proceso por medio del cual se instalan las polaridades arriba
señaladas tanto en la retina como en el tectum, en general se considera que
éstas derivan de otros sistemas de referencia espacial previamente
establecidos. En el caso de la retina, el origen de la polaridad es atribuida a
información de posición establecida por medio de moléculas señal o
morfógenos secretados por el mesénquima cefálico periocular. Estas señales se
distribuyen en forma de gradiente espacial y las diferencias en la concentración
de las señales asignan diferente información de posición a las NGR recién
nacidas.
Esta modalidad de asignación de información posicional, dependiente de la
posición dentro de un sistema de referencia (o de la distancia respecto de un
centro señalizador) externo, opera durante un período crítico breve. Pasado el
período crítico, los ejes de referencia quedan determinados intrínsecamente en
el plano tangencial de la retina y ya no dependen de una señalización externa.
La instalación y determinación de las polaridades de la retina ocurren

401. 401
tempranamente, cuando la retina está recién en el estado de copa óptica y sólo
ha nacido el 1% de la población de NGR. Se considera que las NGR que nacen
más tarde adquieren su información de posición de las NGR que nacieron y se
especificaron antes. Vale decir, las NGR que nacen luego del estado de copa
óptica adquieren sus propiedades de lugar, a medida que van naciendo, por
interacciones con las que nacieron antes y ya se hallan especificadas.
Se ha propuesto que esta asignación de información de posición está mediada
por señales que las NGR más viejas transfieren a las más nuevas a través de
uniones nexo. Se sabe que la retina crece expandiéndose en forma centrífuga
desde los bordes de la copa óptica. A lo largo de dicho borde se mantendría
una comunicación, vía uniones nexo, entre NGR ya especificadas y las NGR que
van naciendo y agregándose al borde de crecimiento.
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SC 10.7. Principios de histogénesis corneal y translucidez de la córnea. V. Flores
El mantenimiento de las características físicas, como por ejemplo la elasticidad,
la viscosidad, la dureza o la translucidez de los elementos que componen los
medios ópticos del ojo, depende de la actividad biológica de las células que los
generan.
La translucidez de la lente, por ejemplo, depende del hecho de que las células
que la componen, antes de expulsar el núcleo y morir, sintetizan una gran
cantidad de RNAm de larga vida media para la síntesis de una familia de
proteínas denominadas genéricamente cristalinas. Estas proteínas se organizan
en el citoesqueleto en una disposición tridimensional cristalina que les permite
comportarse como un medio físico óptico.
La translucidez de la córnea es un fenómeno distinto. En este caso depende del
modo como se organizan en el espacio las células de los epitelios que la
componen y, sobre todo, de la organización espacial de las fibras de colágeno
del tejido conectivo que forman el estroma de la córnea. Se trata de un tipo
particular de tejido conectivo denso denominado laminado, por el modo como

402. 402
las fibras se organizan en el espacio en forma de láminas concéntricas
ordenadas. Esta disposición espacial les permite comportarse como medio
óptico.
El modo como se organizan en el espacio las fibras colágenas depende de las
características de la matriz celular en la que ellas son depositadas y ambas cosas
dependen, a su vez, de los comportamientos celulares de desarrollo y de las
propiedades biológicas de las células. Son las células en desarrollo de la región
de la córnea las que generan las condiciones fisicoquímicas para que un tejido
conectivo sea translúcido. La córnea se continúa sin límite histológico neto con
la esclerótica y, sin embargo, la esclerótica posee propiedades que le confieren
opacidad a la luz. De ahí el carácter transparente de la córnea y el color blanco
de la esclerótica.
La transparencia de la córnea depende también, aparte del ordenamiento
espacial de las fibras de colágeno, del grado de hidratación del estroma
corneal, y esta propiedad depende de la composición en proteoglucanos de la
matriz extracelular. Luego de la invaginación de la placoda lental, el ectodermo
superficial (capa basal de células cúbicas y peridermo) realiza interacciones con
el epitelio superficial de la vesícula lental y, entre ambos epitelios, empiezan a
secretar una matriz extracelular de composición bastante definida. Por su
importancia de desarrollo, esta matriz extracelular se denomina estroma
primario corneal acelular.

403. 403
Fig. SC 10-7-1. A-D. Ilustración esquemática de los estados histogenéticos de la
córnea. Los esquemas muestran las dos ondas migratorias sucesivas que
generan la córnea. E. Estado de diferenciación terminal de los tejidos corneales.
El estroma primario cubre la superficie basal del ectodermo precorneal y, por su
composición de proteínas y glucosaminoglucanos, se comporta como una zona
migratoria permisiva para la primera oleada de células del mesénquima cefálico
que formarán el endotelio de la córnea. De esta capa de células dependerá
primordialmente la translucidez del estroma definitivo. Primitivamente, el
endotelio secreta grandes cantidades de ácido hialurónico, molécula que
debido a la abundancia de cargas posee alta afinidad por el agua y la retiene
en la matriz extracelular.
Una segunda oleada de células, que poseen diferentes propiedades biológicas,
genera cantidades abundantes de la enzima hialuronidasa, que degrada al
ácido hialurónico y además secreta otros componentes de la matriz extracelular
y deposita las fibras colágenas típicas del estroma corneal. La degradación del
ácido hialurónico permite la eliminación de parte del agua retenida en la matriz
extracelular, el estroma primario se adelgaza y se convierte en estroma
secundario. Recién en ese momento se adquiere la translucidez típica de la
córnea. A esta primera deshidratación mediada por la lisis del ácido hialurónico
le sigue una segunda que está estimulada por la hormona tiroidea T4. Luego, el
endotelio corneal, la capa más profunda de la córnea y que delimita por
delante a la cámara anterior del humor acuoso se encarga de mantener, en
forma permanente, un grado de hidratación (80%) óptimo para la translucidez
corneal. Así, finalmente, el endotelio corneal, mediante un bombeo activo de
iones y agua desde la córnea hacia la cámara anterior del humor acuoso, se
encarga de mantener el carácter de medio óptico de la córnea.
Bibliografía
Kidson SH, Kume T, Deng K, Winfrey V, Hogan BL. 1999. The forkhead/winged-
helix gene, Mf1, is necessary for the normal development of the cornea and
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transcription factors in the development of the anterior segment in the eye.
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404. 404

405. 405

406. 406
SC 11.1. La instalación y el refinamiento de la organización espacial de
competencias de desarrollo en el área preplacodal. V. Flores, M. Rapacioli
SC 11.2. La transformación del área preplacodal (área competente de formación
de placodas) en línea wolffiana (área de placodas) del sistema sensorial cefálico.
V. Flores
SC 11.3. La potencia citogenética del área preplacodal. Su contribución a la
citogénesis, histogénesis y organogénesis de la región cefálica. V. Flores
SC 11.4. Modelo de inducción de la región preplacodal. V. Flores
SC 11.5. Papel del posencéfalo y tejidos adyacentes en el patterning del otocisto.
V. Flores
SC 11.6. Señales difusibles y factores de transcripción involucrados en la
determinación de la placoda ótica. V. Flores
SC 11.7. Un modelo de compartimentos y fronteras (bordes) para explicar el
patterning y la morfogénesis del oído interno. V. Flores, M. Rapacioli
SC 11.1. La instalación y el refinamiento de la organización espacial de
competencias de desarrollo en el área preplacodal. V. Flores, M. Rapacioli

407. 407
Fig. SC 11-1-1. La organización espacial de competencias del área preplacodal
(Modelo: Embrión de pollo). A. A fines de la gastrulación se instalan zonas en
las que coexisten células que pertenecerán a distintas placodas. B-C. Estas
zonas sufren luego un refinamiento en la distribución espacial de las potencias
de desarrollo correspondientes a distintas placodas. D. A fines del período
somítico, las células derivadas de dichas placodas forman parte de órganos
sensoriales periféricos o ganglios sensoriales craneales.
Se denomina área preplacodal a la región ectodérmica, de fines de la
gastrulación o de principios del período somítico, que bordea, a modo de
herradura, el extremo cefálico de la placa neural. Se trata de una región
estrecha en la que coexisten competencias para responder a diversas señales
provenientes de tejidos adyacentes y determinarse en diferentes tipos de
poblaciones celulares ectodérmicas. Entre estas poblaciones celulares se hallan
las que forman engrosamientos ectodérmicos (placodas) constituidas por
células con una potencia de desarrollo restringida a la formación de algún
órgano sensorial en particular. Algunas de estas placodas también tienen una
potencia neuronogénica, vale decir, una potencia citogenética que incluye la
generación de poblaciones de neuronas sensoriales primarias que integran
diversos ganglios sensoriales craneales.
Los esquemas de la figura SC 11-1-1 A-D ilustran cómo, según progresa el
desarrollo, el área preplacodal sufre un proceso de refinamiento en la
distribución planar de potencias de desarrollo. Estas áreas se hallan
inicialmente superpuestas pero, gradualmente, se van separando de modo que
hacia el final del período somítico, las poblaciones celulares con diferente
determinación se hallan en zonas no superpuestas y bien delimitadas.
La figura SC 11-1-1 ilustra este proceso tal como ha sido descrito en el embrión
de pollo. En etapa temprana del desarrollo (A: día 1 del embrión de pollo; fin
de gastrulación; inicio de período somítico; 1.er
par de somitas) existe una zona
cefálica y medial que bordea la placa neural que es común para varias futuras
placodas. En la región más cefálica y medial, cerca del extremo de la placa
neural, se hallan las células que luego formarán las futuras placodas olfatoria y
lental (área roja y rosa). Más caudalmente, en la zona adyacente al primer par
de somitas, aunque ocupando un área de mayor extensión, se halla un
territorio preplacodal común a la placoda ótica o auditiva y a las placodas
epibranquiales. Entre las dos zonas mencionadas se halla la región en la que se
constituirá, un poco más tarde, el territorio precursor de la placoda trigeminal.
Hacia el estado de 10 pares de somitas (B), algunas áreas se han segregado y
ahora ocupan diferentes regiones. Las células correspondientes a las placodas

408. 408
olfatorias se localizan en el ectodermo del extremo cefálico del embrión
mientras que las de las placodas lentales pasaron a ubicarse en las regiones
laterales del futuro diencéfalo. Es ésta una región crítica ya que se hallan
suprayaciendo a las vesículas ópticas con las que ulteriormente deben
interactuar para un desarrollo sincrónico y armónico de la lente y la retina. Por
otro lado, en este momento ya se han formado las placodas trigeminales en el
ectodermo adyacente al posencéfalo.
Puede observarse que las placodas óticas quedan ubicadas a la altura de las
rombómeras 4/5 y rodeadas de varios dominios ectodérmicos
correspondientes a otras tantas placodas neuronogénicas epibranquiales.
Un poco más tarde, a mediados del período somítico, cuando ya se formado la
curvatura cefálica y las prominencias cardíacas (C), las placodas están
localizadas y reconocibles como zonas ectodérmicas engrosadas asociadas
típicamente a otras poblaciones celulares con las que evolucionan
integradamente. Hacia estados más tardíos, comparables a la 5.ª SD humano
(D), las placodas olfatorias lentales auditivas han dado sus derivados y las
neuronogénicas epibranquiales han originado masas ganglionares de nervios
craneales (trigeminal, estato-acústico o cócleo-vestibular, glosofaríngea, facial y
vagal).
Bibliografía
Bhattacharyya S, Bailey AP, Bronner-Fraser M, Streit, A. (2004). Segregation of
lens and olfactory precursors from a common territory: cell sorting and
reciprocity of Dlx5 and Pax6 expression. Dev Biol 271: 403-14.
D’Amico-Martel A, Noden DM. (1983). Contributions of placodal and neural
crest cells to avian cranial peripheral ganglia. Am J Anat 166: 445-68.
SC 11.2. La transformación del área preplacodal (área competente de formación
de placodas) en línea wolffiana (área de placodas) del sistema sensorial cefálico.
V. Flores
El concepto de línea de Wolff (línea wolffiana) alude a la existencia de una
zona que, con simetría bilateral, recorre la región cefálica del embrión. La línea
de Wolff se inicia en la línea media del proceso frontal y recorre, a modo de
arco, las caras laterales de la prominencia frontal y, luego, las regiones laterales
de la región branquial (Fig. SC 11-2-1). La línea de Wolff es la zona en la que se
distribuyen, desde el período somítico, las placodas que son precursoras de los
neuroepitelios receptores periféricos de los órganos de los sentidos o
estructuras asociadas a los órganos de los sentidos, como por ejemplo la lente
del ojo. En algunas especies (peces y algunos anfibios), la línea de Wolff se

409. 409
continúa, desde la región branquial, en sentido caudal, a lo largo de casi toda la
región lateral del cuerpo y da origen al órgano sensorial denominado línea
lateral. Los receptores ubicados a lo largo de la línea lateral de diferentes
especies han sufrido adaptaciones divergentes que permiten detectar distintos
tipos de perturbaciones del ambiente (movimientos o vibraciones del agua,
campos eléctricos, campos magnéticos, etc.). A través de esos estímulos es
posible registrar características relevantes del medio, detectar presas o
depredadores o comunicarse con otros individuos de la especie.
La línea de Wolff, descrita clásicamente en el extremo cefálico del embrión del
período somítico, es el resultado de la reubicación del área que, en la
actualidad, se describe como área preplacodal que se constituye hacia fines de
la gastrulación.
La figura SC 11-2-1 A-D muestra las transformaciones y cambios de posición
que experimenta el área preplacodal desde el momento de su aparición, al final
de la gastrulación, hasta el final del período somítico. La figura SC 11-2-1 A
muestra la ubicación del área preplacodal a fines de la gastrulación y la
ubicación, dentro ella, de tres subáreas, una cefálica y una caudal, que
originarán diferentes grupos de placodas; entre ambas (línea de puntos) se
halla una subárea intermedia en la que aparecerá más tarde otra placoda. La
figura SC 11-2-1 B ilustra el proceso de refinamiento o delimitación de
subáreas, correspondientes a algunas placodas, que acontece durante el
transcurso del período somítico. La figura ilustra un esquema que corresponde
a la ubicación de las células que originarán diferentes placodas en un embrión
del estado de 10 a 13 pares de somitas (corresponde a un estado de
aproximadamente 23-24 días del embrión humano). Las poblaciones celulares
precursoras de diferentes placodas ya se han segregado en diferentes dominios
del ectodermo de la región cefálica. En la región o subárea cefálica se han
separado las células de las placodas olfatoria y lental. En la región o subárea
caudal, las placodas ótica y epibranquiales también se han separado y estas
últimas se han escindido en las tres áreas neuronogénicas correspondientes a
los ganglios craneales geniculado (VII par craneal), petroso (IX par craneal) y
nodoso (X par craneal). Recuérdese que estos ganglios quedan integrados por
neuronas sensoriales primarias provenientes de dos orígenes diferentes: por un
lado de las crestas neurales y por otro de las placodas neuronogénicas
epibranquiales. En este momento, en la región o subárea intermedia, entre los
dos grupos de placodas mencionados (las derivadas de las subárea cefálica y
caudal), se han especificado las células que corresponden a la placoda
trigeminal con sus divisiones oftálmica, maxilar y mandibular.

410. 410
En estados más avanzados (Fig. SC 11-2-1 C), que corresponden a un esquema
de fines del período somítico, las células que integran los derivados de las
placodas señaladas en la figura anterior ya han tomado posiciones definitivas y
se relacionan con las poblaciones celulares con las que se desarrollarán
interactivamente y han iniciado las etapas iniciales de su diferenciación:
a) La placoda olfatoria ha iniciado su transformación en fosa olfatoria y se ubica
en posición adyacente al futuro bulbo olfatorio del prosencéfalo.
b) La placoda lental se ha transformado en vesícula lental y se halla ubicada en
la concavidad de la copa óptica diencefálica.
c) La placoda ótica se ha invaginado y forma el otocisto que se halla adosado a
la pared lateral o alar del posencéfalo.
d) Las placodas epibranquiales, que se ubican en los extremos dorsales de los
surcos branquiales, han originado precursores que se invaginan en el
mesénquima y se asocian a células de la cresta neural con las que forman los
ganglios de los nervios craneales mencionados más arriba.
e) En otras especies, caudalmente a la región branquial, se desarrollan los
receptores que integran la línea lateral.
Fig. SC 11-2-1. Ubicación del área preplacodal, de sus subáreas cefálica y caudal
y de las placodas derivadas de cada una de ellas. La secuencia de figuras A-D
muestran: a) los cambios de posición del área preplacodal y su transformación
en la línea de Wolff y b) el proceso de refinamiento (segregación de área

411. 411
placodales) que acontece durante el período somítico. (Modelo: Embrión de
pollo).
Bibliografía
Bhattacharyya S, Bailey AP, Bronner-Fraser M, Streit A. (2004). Segregation of
lens and olfactory precursors from a common territory: cell sorting and
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Schlosser G. (2010). Making senses development of vertebrate cranial placodes.
Int Rev Cell Mol Biol 283:129-34.
SC 11.3. La potencia citogenética del área preplacodal. Su contribución a la
citogénesis, histogénesis y organogénesis de la región cefálica. V. Flores
El área preplacodal contribuye con más de diez categorías de células a la
histogénesis de diversas estructuras que integran el extremo cefálico del
embrión. Ello pone de relieve el papel central que ha tenido en el proceso de
cefalización (encefalización) que incluye, entre otros aspectos, el desarrollo de
a) el sistema sensorial cefálico, b) el aparato de la contención neurosensorial y
c) la formación de estructuras que vinculan los sentidos con el sistema nervioso
central y la integración neuroendocrina necesaria para elaborar respuestas
integradas a los estímulos provenientes de un ambiente permanentemente
cambiante.
La figura SC 11-3-1 ilustra esquemáticamente las etapas tempranas de la
morfogénesis de diferentes tipos de placodas y la capacidad citogenética de
éstas. Algunas placodas precursoras de neuroepitelios receptores y de células
endocrinas sufren una invaginación y luego se diferencian. Otras, además de
invaginarse, experimentan T e-m y aportan células migrantes al epitelio
mesenquimático. En estos casos, las células que quedan formando parte del
epitelio invaginado, en general, se diferencian en células sensoriales (células
sensoriales de laberinto membranoso) o neuronas sensoriales como las
olfatorias; diferentemente, las células que sufren T e-m, en algunos casos
forman células mesenquimáticas y en otros casos originan neuronas sensoriales
primarias o células gliales de ganglios craneales.
Con el objeto aportar mayor precisión a esta descripción, analizaremos los
diferentes tipos celulares generados a partir de cada uno de los diferentes tipos
de placodas.

412. 412
1) Placodas sensoriales y neuronogénicas como las olfatorias y óticas. Se
invaginan totalmente (ótica) o parcialmente (olfatoria) y originan
neuroepitelios sensoriales y neuronas asociadas (células sensoriales, sus células
de sostén, neuronas sensoriales primarias y células gliales de los ganglios
asociados y nervios aferentes).
2) Placodas neuronogénicas. Poseen función específicamente neuronogénica.
Existen dos grupos: a) el grupo dorsal o trigeminal, que aporta neuronas
sensoriales primarias al ganglio del trigémino (Gasser) en sus porciones
oftálmica, maxilar y mandibular y b) el grupo epibranquial, que origina las
neuronas sensoriales primarias de las porciones distales de los ganglios de los
nervios craneales (geniculado, nodoso, petroso).
3) Placoda endocrina o hipofisaria. Tiene una función de integración
neuroendocrina. Origina los diversos tipos de células endocrinas de la
adenohipófisis que se hallan reguladas por las neuronas hipotalámicas y que, a
su vez, regulan a las glándulas endocrinas o los órganos blancos periféricos.
4) Placoda lental. Tiene como función generar células que se diferencian,
forman las fibras del cristalino y durante dicho proceso mueren.
5) Placodas formadoras de mesénquima. En algunas especies existen placodas
cuya función específica es realizar T e-m y amplificar la masa de mesénquima
que forma el aparato de la contención neurosensorial. En vertebrados
superiores, con excepción de la placoda lental, todas las demás tienen
capacidad de aportar mesénquima que contribuye a generar el tejido conectivo
que forma las cubiertas de los órganos de los sentidos o glándulas
mencionadas.

413. 413
Fig. SC 11-3-1. El gráfico ilustra esquemáticamente las etapas tempranas de la
morfogénesis de diferentes tipos de placodas y su amplia capacidad
citogenética. Las placodas han sido ordenadas de modo que la complejidad
morfo-histogenética del proceso y la potencia citogenética de las placodas
aumentan de arriba abajo del esquema. Algunas placodas de órganos
sensoriales o glándulas endocrinas sólo sufren una invaginación y luego se
diferencian como la placoda lental y la hipofisaria. Otras se invaginan pero
algunas de sus células sufren T e-m e ingresan al compartimento
mesenquimático. Las células que quedan formando parte del epitelio
invaginado en general se diferencian en células sensoriales (células sensoriales
de laberinto membranoso) o neuronas sensoriales como las olfatorias. Las
células que sufren T e-m, en algunos casos, forman células mesenquimáticas y,
en otros casos, originan neuronas sensoriales primarias o células gliales de
ganglios craneales.

414. 414
La figura muestra distintos tipos de evolución que realizan las diferentes
regiones ectodérmicas de la zona preplacodal. Algunas a) evolucionan sólo
hasta el estado de placoda (engrosamiento ectodérmico) y luego liberan
células que migran y forman células mesenquimáticas de la región branquial u
otros tipos celulares especializados tales como células endocrinas, neuronas,
células gliales, etc. Otras b), luego del estado de placoda, sufren una
invaginación, se convierten en una fosa que luego se suelta del ectodermo
superficial y se introduce en el mesénquima. Allí forman una vesícula que luego
se diferencia en un órgano definido. Finalmente, c) otras tienen un
comportamiento mezcla de los dos anteriores: además de formar fosas y
vesículas, liberan células que adquieren diferentes vías evolutivas dependiendo
de la placoda que las originó. El diferente comportamiento morfogenético y
citogenético de las distintas placodas se debe a que las poblaciones celulares
que las constituyen ya están determinadas hacia una evolución definida. En
general, la determinación de las células que ocupan las diferentes regiones
precede a las manifestaciones estructurales mencionadas (formación de
placoda, invaginación, formación de vesícula, etc.).
El fenómeno de formación del área preplacodal, sus subáreas y las placodas
que dentro de ellas se desarrollan se encuentra dentro del marco general de
determinación progresiva que experimenta el ectodermo de la región cefálica
del embrión, asociado a la cefalización. Si bien existen particularidades para
cada una de las placodas, en general, tempranamente, en un área definida
pueden coexistir células que luego forman parte de diferentes placodas y
diferentes órganos definitivos. La expresión de combinatorias específicas de
factores de transcripción como por ejemplo los factores Dlx3, Dlx5, Pax6 y la
proteína marcador panneuronal Hu, que es considerado un marcador temprano
de determinación en sentido neuronal, han sido utilizados para analizar cómo
gradualmente se determina la potencia citogenética de diversas placodas en
función del tiempo. El estudio de la expresión de estos marcadores aplicados a
situaciones experimentales de trasplante de las áreas preplacodales a distintas
regiones del embrión permite ver que tempranamente las áreas poseen una
potencia amplia y que gradualmente se va restringiendo a un destino cada vez
más estrecho y mejor definido.
El proceso de determinación progresiva en el ectodermo de la región cefálica
implica las siguientes etapas:
a) Una determinación y restricción de destinos correspondientes a ectodermo
neural y ectodermo no-neural.

415. 415
b) En la zona de transición entre ambas se determina a continuación la zona
correspondiente a la cresta neural.
c) A continuación, en la zona lateral del ectodermo no neural, se genera el área
preplacodal. Ésta posee dos subáreas celulares, una cefálica y otra caudal, de
potencias superpuestas correspondientes a conjuntos de placodas.
d) A continuación, en las áreas cefálica y caudal se determinan y delimitan
topográficamente cada una de las placodas que de ellas derivan. Además, en la
zona comprendida entre las dos subáreas mencionadas, se constituyen nuevas
placodas.
e) El resto del ectodermo no nerual de dicha región, que no sufrió las
determinaciones mencionadas, queda como el ectodermo epidérmico que
originará la dermis y las glándulas anexas de la piel de dicha región.
Bibliografía
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SC 11.4. Modelo de inducción de la región preplacodal. V. Flores
Fig. SC 11-4-1. A. Representación esquemática de una sección transversal de la
región preplacodal del embrión (Estado de 2-4 somitas). B. Panel superior:
señales y factores de transcripción que operan en el ectodermo del borde de la

416. 416
placa neural. Panel inferior: reprogramación de la expresión y direccionamiento
en sentido de cresta neural y de región preplacodal.
Varios estudios realizados en el embrión de pollo sobre la distribución de las
áreas de expresión de diferentes proteínas señal, sus receptores, proteínas de
señalización intracelular y de factores de transcripción han llevado a proponer
un modelo provisorio acerca de cómo se determina y localiza el área
generadora de placodas (área preplacodal) en el ectodermo del extremo
cefálico del embrión.
El modelo propone que el área preplacodal se determina entre el final de la
gastrulación y el período somítico temprano (Estados de 2-4 somitas; Embrión
de pollo). Según el modelo, un conjunto de señales positivas (estimulantes del
desarrollo) y negativas (inhibitorias del desarrollo) contribuyen a determinar el
área preplacodal y a localizarlo entre el territorio correspondiente a la crestas
neural craneal y el resto del ectodermo epidérmico.
En el lado derecho de la figura SC 11-4-1A se muestra que las proteínas señal
Cer, Dan, Fgf y otras, generadas en el mesodermo subyacente en el área
preplacodal participan positivamente en la determinación y el desarrollo del
área preplacodal. Por el contrario, el mesodermo de las regiones lateral y
caudal generan la proteína señal Wnt que inhibe la evolución en sentido
preplacodal. En el lado izquierdo de la figura SC 11-4-1A se ilustra que el
ectodermo de las regiones lateral y caudal y los pliegues neurales también
generan señales inhibitorias (Wnt y Bmp) que contribuyen a limitar y localizar la
extensión del área preplacodal. Por el contrario, el factor Fgf y otras proteínas
inhibitorias de Wnt y BMP protegen al área preplacodal de la acción inhibitoria
de estas últimas y permiten la formación de poblaciones celulares precursoras
de placodas.
En el esquema B de la figura SC 11-4-1 se ilustra parcialmente el proceso de
determinación progresiva y refinamiento de la región. En el panel superior se
indica que tanto las señales Fgf como Bmp actúan conjuntamente
promoviendo la expresión de una combinatoria de factores de transcripción
que caracteriza a la región borde de la placa neural. A partir de esta
combinatoria de factores de transcripción, las células pueden experimentar
reprogramaciones que las guían a determinarse en sentido de cresta neural o,
por el contrario, a determinarse en área preplacodal. Como se ilustra en el
panel inferior, esta dicotomía depende de si las células se hallan en una zona
con niveles locales altos de actividad de las señales Bmp y Wnt o, por el
contrario, en una zona con niveles locales altos de actividad de sus inhibidores
(proteínas anti-Bmp y anti-Wnt). De las relaciones entre estas actividades

417. 417
contrapuestas depende que las células de la zona de transición placa neural-
ectodermo epidérmico se determinen en zona precursora de placa neural o
área preplacodal.
Bibliografía
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SC 11.5. Papel del posencéfalo y tejidos adyacentes en el patterning
del otocisto. V. Flores
La combinación de métodos experimentales dirigidos a la elaboración de
mapas de destino y al análisis de la organización espacial de la expresión de
factores de transcripción ha permitido acumular información suficiente para
proponer un modelo del modo como se organiza el patterning del otocisto,
vale decir, cómo se organiza en el espacio el proceso de determinación de las
diferentes regiones que lo integran. Las figuras SC 11-5-1 a SC 11-5-3 ilustran
modelos sobre la posible influencia del posencéfalo y otros tejidos adyacentes,
en la determinación de compartimentos con diferente potencia evolutiva en el
campo ótico. Este proceso de determinación se produciría en forma progresiva.
Fig. SC 11-5-1. A-C. Ilustra la fase de contacto entre placoda ótica y posencéfalo
y la determinación de los compartimentos dorsal, dorsal-cefálico y dorsal-
caudal en relación con las rombómeras 5 y 6 (flechas).

418. 418
Fig. SC 11-5-2. A-B. Ilustra la determinación de los compartimentos medial y
lateral durante la invaginación de la placoda ótica y formación del otocisto. La
zona ventral aún indeterminada será la futura región sensorial.
Fig. SC 11-5-3. La serie de esquemas ilustra el proceso de cierre de la fosa ótica,
en el polo dorsal del otocisto, y la redistribución espacial de sus
compartimentos diferentemente determinados. Éstos expresan diferentes
patrones de expresión de señales y factores de transcripción.
Establecimiento de los compartimentos cefálico-medial y caudal-medial. La
figura SC 11-5-1 A muestra que las superficies basales de la porción medial-
dorsal de la placoda y del posencéfalo se hallan en íntimo contacto pues
carecen de una membrana basal bien desarrollada (línea de puntos). Se
considera que este hecho permite o facilita las interacciones entre ambas
poblaciones celulares. Durante esta etapa temprana se imprimiría en la
placoda, por la acción de señales provenientes del posencéfalo (flechas), el
carácter medial o propiedades de lugar mediales. Durante dicho contacto se

419. 419
instalaría también un borde de determinación diferente entre las propiedades
cefálica y caudal en la zona medial de la placoda. En las figuras SC 11-5-1 B y C
se ilustra que los límites entre sucesivas rombómeras están instalados por la
expresión regional alternante y nítidamente delimitada de las proteínas
receptores Ephs y sus proteínas ligandos ephrinas. Obsérvese que la placoda
ótica está en contacto directo con las rombómeras 5 y 6 y el límite entre ambas
coincide con el límite entre las porciones cefálica y caudal de la placoda de la
región dorsal de la placoda. Debido a ello se propone que este segundo
proceso de compartimentalización de potencias podría deberse a señales
determinantes (flechas) provenientes de las rombómeras 5 y 6 (flechas).
Establecimiento del compartimento lateral y las zonas con competencia
sensorial. La figura SC 11-5-2 muestra que durante la invaginación de la
placoda ótica se genera una región longitudinal que opera como bisagra de
giro entre sus mitades dorsal y ventral. Durante dicho proceso, la mitad inferior
del campo ótico se aproximaría a tejidos ventrales generadores de otras señales
determinantes (SC El patterning del otocisto. Organización espacial de las
regiones precursoras sensoriales en la vesícula ótica). Recién entonces, como
resultado de la acción de dichas señales, la porción lateral del campo ótico
adquiriría la identidad correspondiente al compartimento lateral. Esto ocurriría
mientras la placoda se invagina y adquiere forma de copa. La zona profunda de
la copa, ubicada entre los compartimentos medial y lateral, se determinaría
luego en sentido sensorial. Si bien se desconoce con exactitud la naturaleza y el
origen de estas señales, se sabe que existen conjuntos se señales de diferente
origen que se expresan durante estos procesos y promueven la expresión de
diferentes combinatorias de factores de transcripción en distintas regiones del
otocisto en formación (SC 11.6. Señales difusibles y factores de transcripción
involucrados en la determinación de la placoda ótica).
Cierre de la fosa ótica y redistribución de compartimentos. Durante el cierre de
la fosa ótica, las regiones con diferente identidad arriba mencionadas
(compartimento o cuadrantes cefálico-medial y caudal-medial, la mitad ventral
y la zona sensorial) sufren cambios de posición relativa y terminan ordenándose
como ilustra la figura SC 11-5-3. En la zona de cierre, que pasa a ocupar una
posición dorsal, confluyen y entran en contacto los tres primeros
compartimentos señalados. Las regiones sensoriales pasan a ocupar entonces
las regiones ecuatorial y ventral del otocisto. Es probable que estas últimas sean
las que generan las células que se liberan del otocisto y pasan a formar parte de
las neuronas sensoriales primarias de los ganglios acústico y vestibular.

420. 420
Bibliografía
Bok J, Bronner-Fraser M, Wu DK. (2005). Role of the hindbrain in dorsoventral
but not anteroposterior axial specification of the inner ear. Development
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SC 11.6. Señales difusibles y factores de transcripción involucrados en la
determinación de la placoda ótica. V. Flores
La inducción y ulterior desarrollo de la placoda ótica a partir del ectodermo
preplacodal depende de una sucesión de procesos de señalización mediados
por señales generadas en varios tejidos adyacentes al campo ótico.
La inducción y localización temprana del campo ótico dentro del área
preplacodal depende, al menos en parte, de la secreción de la proteína señal
Fgf3 a partir del posencéfalo (SC La extensión del campo ótico y la
determinación y localización de la placoda ótica. Papel del factor de
crecimiento fibroblástico 3). En relación con esta señalización, las células del
campo ótico, a su vez, se caracterizan por la expresión de una combinatoria
típica de factores de transcripción de los tipos Dlx y Fox (Dlx3, Dlx4, Sox9, Foxi1).
El Fgf3 no es la única señal de esta familia que se secreta en la región y que
influye en el patterning del otocisto; por ejemplo, el mesénquima periótico,
ubicado entre el posencéfalo y el área preplacodal también, cumple un papel
importante en esta señalización ya que secreta las proteínas Fgf 10, 15 y 19.
Se considera que la expresión combinada de todos los Fgf (3, 10,15 y 19)
secretados por el posencéfalo y el mesénquima preótico constituye un código
de señales Fgf que estimula el desarrollo de la placoda ótica y, además,
contribuye a generar una expresión diferencial espacialmente organizada de
factores de transcripción que establece varios compartimentos diferentemente
determinados (SC Expresión combinatoria de factores de transcripción y
especificación de compartimentos en el otocisto).
A continuación se agregan otros fenómenos de señalización que agregan
mayor especificidad regional al otocisto. Por ejemplo, la secreción de la
proteína señal Shh, por parte de la notocorda y la placa del piso del tubo neural,
tiene un rango de alcance que llega hasta el otocisto en formación. En relación
con esta estimulación, que alcanza a la región ventral del otocisto, esta región
inicia la expresión de ciertos factores como, por ejemplo, el factor de

421. 421
transcripción Six1 que, al parecer, participa en determinar la identidad de dicha
región o compartimento.
Existen resultados experimentales que muestran que una variedad de otros
factores de transcripción se expresan en regiones definidas del otocisto y
contribuyen a especificar combinatoriamente los diferentes compartimientos
del otocisto (SC Expresión combinatoria de factores de transcripción y
especificación de compartimentos en el otocisto).
Fig. SC 11-6-1. Modelo del patterning del otocisto mediado por una
combinatoria de proteínas señal secretadas por distintas poblaciones
organizadoras cercanas al campo ótico y de expresión diferencial de factores de
transcripción. La organización espacial de las señales genera una organización
espacial de diferentes compartimentos en el otocisto. Código: A. Posencéfalo:
FGF3, ectodermo preplacodal: expresa Dlx3, Dlx4, Sox9, Foxi1. B. El
mesénquima periódico: produce FGF 10-19-15. C. La expresión combinada de
FGF3 y FGF10-19-15 genera un código que induce el desarrollo placodal en una
región específica del ectodermo. D. La región ventral se especifica por la
expresión combinada de Six1 en el otocisto y por la expresión a distancia de
Shh proveniente de la placa del piso y notocorda.
Bibliografía
Barald KF, Kelley MW. (2004). From placode to polarization: new tunes in inner

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Kato S, Maconochie M, Riethmacher D, Schimmang T. (2003). Requirements for
FGF3 and FGF10 during inner ear formation. Development 130:6329-38.
SC 11.7. Un modelo de compartimentos y fronteras (bordes) para explicar el
patterning
y la morfogénesis del oído interno. V. Flores, M. Rapacioli
El proceso de morfogénesis que sufre el epitelio del otocisto, que lo lleva a
transformarse en el revestimiento epitelial del laberinto membranoso, está
entre los más difíciles de explicar. Basta considerar la a) complejidad estructural
del laberinto membranoso, b) la diversidad de tejidos y células que lo
componen, c) la disposición espacial de cada una de ellas y d) la armonía
estructural requerida para una correcta integración estructura-función para
notar cuántos y cuán complejos deberían ser los cambios a fin de que una
pequeña esfera epitelial origine todos esos componentes adecuadamente
ensamblados.
Los CCD que cumplen las células del otocisto se hallan temporoespacialmente
organizados por medio de la acción de varias poblaciones celulares
señalizadoras localizadas en las adyacencias del otocisto y que imprimen
polaridades (ejes) y determinan compartimentos en la estructura del otocisto
(SC 11.5. Papel del postencéfalo y tejidos adyacentes en el patterning del
otocisto; SC 11.6. Señales difusibles y factores de transcripción involucrados en
la determinación de la placoda ótica). Estas polaridades derivan de las propias
polaridades céfalo-caudal, medio-lateral y dorso-ventral global del embrión.
Las polaridades mencionadas se traducen, a continuación, en las diversas
combinatorias de factores de transcripción que definen diversos dominios o
compartimentos del otocisto (SC Expresión combinatoria de factores de
transcripción y especificación de compartimentos en el otocisto).
Con el objeto de analizar el patterning del otocisto, desde el punto de vista
teórico, se pueden considerar, como referencia espacial, los tres planos
perpendiculares a cada uno de los ejes o polaridades arriba especificados: cf-cd,
d-v y md-lt. Estos tres planos son perpendiculares entre sí y cada uno de ellos
divide al otocisto en dos hemisferios. Vale decir, los planos son concebidos
como fronteras entre hemisferios homónimos a los ejes mencionados. Así, un
plano perpendicular ‒el eje céfalo-caudal (o anteroposterior)‒ corresponde a la
frontera entre los hemisferios cefálico (anterior) y caudal (posterior). Otros dos

423. 423
planos, perpendiculares a los ejes md-lt y d-v antes mencionados, corresponden
a las fronteras entre los hemisferios medial y lateral, por un lado, y entre los
hemisferios dorsal y ventral, por otro.
Como puede apreciarse en la figura SC 11-7-1, la intersección entre esos tres
planos o fronteras determinan en la superficie esférica del otocisto ocho
compartimentos teóricos denominados octantes.
Fig. SC 11-7-1. Visión anteromedial del otocisto derecho. Ilustra la ubicación de
las tres fronteras y los 8 compartimentos, resultantes de las intersecciones entre
los tres planos.
Se ha supuesto que los compartimentos teóricos mencionados podrían
corresponder a otras tantas poblaciones celulares diferentemente
determinadas de acuerdo con un código instalado por la combinatoria de las
influencias recibidas de los tres ejes espaciales. La figura SC 11-7-1 A muestra
una visión anteromedial (del otocisto derecho), la ubicación de las tres
fronteras antes mencionadas (cf-cd, md-lt y d-v) y los 8 compartimentos,
resultantes de las intersecciones de los tres planos. El conducto endolinfático
nace cerca del polo dorsal pero en el hemisferio medial de éste. La frontera cf-
cd dividiría e conducto endolinfático en dos mitades homónimas, una mitad
cefálica y una caudal.
La figura SC 11-7-2 muestra un modelo, basado en mapas de destino realizados
en diversas especies, en el que se señalan distintas regiones del laberinto
originadas a partir de algunas de las regiones identificadas en la superficie del
otocisto. Algunas de estas derivaciones son hipotéticas ya que no existen datos
precisos y constantes al respecto y sí algunas dudas con respecto a la
localización precisa de las poblaciones precursoras sensoriales en el otocisto,
que están representadas en color gris.

424. 424
Fig. SC 11-7-2. Modelo, basado en mapas de destino realizados en diversas
especies, en el que se señalan distintas regiones del laberinto originadas a
partir de algunas de las regiones identificadas en la superficie del otocisto.
Bibliografía
Fekete DM, Wu DK. (2002). Revisiting cell fate specification in the inner ear.
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Represa J, Frenz DA, Van De Water TR. (2000). Genetic Patterning of Embryonic
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425. 425

426. 426
SC 12.1. Organización espacial de la determinación de linajes celulares
adenohipofisarios. V. Flores
SC 12.2. La expresión temporal y espacialmente organizada de combinatorias de
factores de transcripción durante la determinación de linajes celulares de la
adenohipófisis. V. Flores
SC 12.3. La morfogénesis hipofisaria y la determinación progresiva de los tipos
celulares de la adenohipófisis. V. Flores, M. Rapacioli
SC 12.4. Bases moleculares y celulares de la patogenia del síndrome de Kallman.
V. Flores
SC 12.5. Las etapas del desarrollo de la corteza suprarrenal. Cronología de los
cambios histogenéticos. V. Flores
SC 12.6. La función de la corteza suprarrenal fetal y la diferenciación posnatal de
la corteza definitiva. V. Flores
SC 12.1. Organización espacial de la determinación de linajes celulares
adenohipofisarios. V. Flores
La hipófisis está compuesta por varios tipos celulares que sintetizan y secretan
las distintas hormonas hipofisarias. Estos diferentes tipos celulares se generan
en un orden temporal y espacial bien definido a partir de un esbozo epitelial
aparentemente homogéneo, la bolsa hipofisaria.
Existe evidencia experimental de que en tal ordenamiento temporal y espacial
están involucradas vías de señalización generadas a partir de tejidos
adyacentes que operan como centros señalizadores: a) el infundíbulo del
diencéfalo que inicialmente secreta la proteínas señal Bmp4 y más tarde la
proteína Fgf8 y b) el mesénquima ventral yuxtahipofisario que secreta las
señales Bmp2 y Bmp7.
Durante mucho tiempo prevaleció la idea de que cada tipo celular de la
hipófisis secreta exclusivamente una hormona y que deriva de un linaje celular
completamente independiente de los otros. Tal idea ha cambiado
sustancialmente. En la actualidad se sabe que existe una regulación
combinatoria de la determinación celular, que tal proceso implica la expresión

427. 427
de diferentes combinatorias de factores de transcripción para diferentes tipos
celulares y que ello revela una deriva de diferentes tipos celulares a partir de
precursores comunes de diversa jerarquía (SC El árbol genealógico de las
células endocrinas de la adenohipófisis). Tales factores de transcripción tienen
como blancos específicos a genes que codifican hormonas y genes que
codifican enzimas necesarias para las síntesis de hormonas.
Se han descrito tres vías principales de citodiferenciación que se ejecutan en
forma espacialmente estructurada. Vale decir, las diferentes vías tienen
territorios de expresión definidos dentro del esbozo de la adenohipófisis.
a) Las células que ocupan la región profunda de la fosa hipofisaria cursan la vía
de diferenciación de las células corticotropas (productoras de ACTH y MSH) y en
su determinación están involucradas las proteínas genéricamente
denominadas como Cute (Corticotropin upstream transcription-binding
elements) entre los cuales se incluyen los factores transcripción NeuroD1/Β2.
b) Las células que ocupan la región intermedia de la fosa hipofisaria cursan
preferentemente la vía de diferenciación de las células somatotropas,
somatomamotropas, lactotropas y tirotropas. Derivan de una población celular
precursora que expresa el factor de transcripción Pit-1. De esta población
celular, las que adicionalmente expresan el receptor de estrógeno ERα secretan
especialmente la hormona prolactina; las que adicionalmente expresan el factor
de transcripción embrionario tirotrofo (Tef) secretan principalmente la hormona
estimulante de la tiroides o Tsh. En sentido estricto el factor Tef estimula la
expresión de la subunidad Tsh-β de la hormona Tsh.
c) Las células que ocupan la región superficial de la fosa hipofisaria cursan la vía
de diferenciación de las células gonadotropas bihormonales y en su
determinación está involucrado el factor de transcripción esteroidogénico (Sf-1).
Esta organización espacial de la citodiferenciación se basa en un proceso previo
de expresión, también espacialmente organizada, de determinaciones
mediadas por la expresión combinatoria de factores de transcripción (SC 12.2.
La expresión temporal y espacialmente organizada de combinatorias de
factores de transcripción durante la determinación de linajes celulares de la
adenohipófisis).
Es interesante que estas combinatorias de factores de transcripción y sus
efectos sobre la secreción de hormonas son coherentes con datos conocidos
sobre el comportamiento secretorio de adenomas hipofisarios y proveen de un
marco apropiado para clasificarlos desde el punto de vista patogénico.

428. 428
Bibliografía
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SC 12.2. La expresión temporal y espacialmente organizada de combinatorias de
factores de transcripción durante la determinación de linajes celulares de la
adenohipófisis. V. Flores
El proceso de determinación de tipos celulares hipofisarios se halla
espacialmente organizado por medio de dos centros organizadores que
instalan gradientes de señales, uno dorsal o profundo y uno ventral o
superficial. Entre ambos, de un modo dependiente de concentración, instalan
tres regiones principales en las que se expresan diferentes combinatorias de
factores de transcripción.
La figura SC 12-2-1A-B ilustra un modelo sobre cómo se estructura en el
espacio el proceso de determinación de linajes celulares hipofisarios (ratón). El
ectodermo del techo del estomodeo con competencia para formar placoda
hipofisaria se caracteriza por la expresión de la proteína señal Shh y el factor de
transcripción P-Otx (a). Las señales Wnt5a y Bmp4 generadas en el neuroepitelio
del piso del diencéfalo (centro organizador dorsal)(esbozo de la neurohipófisis)
suspenden la expresión de Shh y activan la expresión del factor de transcripción
P-Lim/Lhx3 en la zona adyacente del ectodermo (b). Se forma así la placoda
hipofisaria (esbozo de la adenohipófisis) y se inicia la invaginación de la fosa
hipofisaria (bolsa de Rathke). La frontera entre las zona Shh positiva y la zona
Shh negativa que delimita la entrada a la fosa hipofisaria se transforma en
centro organizador ventral y secreta la proteína señal Bmp2.

429. 429
Fig. SC 12-2-1. Modelo sobre la instalación de un proceso espacialmente
organizado de determinación celular en la bolsa hipofisaria. La existencia de
gradientes cruzados de señales con efectos contrapuestos, generadas a partir
de centros de señalización dorsales y ventrales posibilitan la aparición de
subpoblaciones celulares diferentemente determinadas en distintas regiones,
profunda, media y superficial, del la bolsa hipofisaria.

430. 430
Más tarde (c), cuando se profundiza la bolsa hipofisaria y se forma el
infundíbulo, éste opera como centro señalizador de Fgf8 y el centro
organizador ventral incrementa su secreción de la proteína señal Bmp2. Se
generan así dos gradientes: un gradiente DV de Fgf8 y uno VD de Bmp2.
Ambos gradientes generan una expresión diferencial de factores transcripción
“de expresión dorsal” y “de expresión ventral” que instalan zonas con diferente
identidad (Fig. SC 12-2-1 C y Fig. SC 12-2-2).
Se propone que la expresión espacialmente estructurada de las combinatorias
de factores de transcripción mostradas en la figura SC 12-2-2, que ocurre
durante este período del desarrollo, explica la aparición de distintos tipos de
células hipofisarias en distintas regiones de la adenohipófisis (d).
En (d) se ilustra que, a continuación, el gradiente VD de Bmp2 es reforzado
por la secreción de dicha señal en el mesénquima ventral a la vesícula
hipofisaria y que, además, la acción de Bmp2 es contrarrestada por la acción de
señales caudales, como la proteína señal cordina, que ahora es secretada por
células del extremo anterior del mesodermo cordal y por la señal Fgf8 cuya
expresión se desplaza hacia la zona caudal de la vesícula hipofisaria debido al
crecimiento del infundíbulo. Este hecho instala también diferencias a lo largo
del eje céfalo-caudal (anteroposterior) de la fosa hipofisaria que se revelan por
el modo como se distribuyen los diferentes tipos celulares. Así:
En la región profunda y caudal se determinan células melatonotropas.
En la región profunda y cefálica, células corticotropas.
En la región intermedia se forman células lactotropas y somatotropas.
En la región superficial y cefálica se determinan células tirotropas y en la región
superficial y caudal se determinan células gonadotropas.

431. 431
Fig. SC 12-2-2. La figura muestra cómo las señales dorsales y ventrales
estimulan la expresión de diferentes factores de transcripción y, dependiendo
del rango de acción de dichos efectos (flechas verticales ascendentes y
descendentes), en distintas regiones del epitelio de la fosa hipofisaria se
expresan diferentes combinatorias de factores de transcripción. Ello hace que
dichas regiones den origen a diferentes tipos celulares cuya distribución
espacial depende de la de los factores de transcripción que los determinan.
Bibliografía
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SC 12.3. La morfogénesis hipofisaria y la determinación progresiva de los tipos
celulares de la adenohipófisis. V. Flores, M. Rapacioli
El proceso de determinación progresiva de los diversos tipos celulares de la
adenohipófisis se relaciona estrechamente con los cambios morfogenéticos
tempranos. Dado que la citogénesis de la glándula depende de interacciones
con varios centros señalizadores que circundan el esbozo, los cambios
morfogenéticos que éste sufre implican cambios de posición que hacen que
diferentes regiones se acerquen, se pongan en contacto estrecho y reciban
señales de los centros señalizadores que imprimen el patterning del esbozo.
El proceso global, morfogenético e histogenético, ha sido categorizado como
un proceso multi-paso con eventos definidos en cada uno de ellos.

432. 432
Fase 1. Consiste en la determinación de la placoda hipofisaria en una zona
restringida del ectodermo del techo del estomodeo. El evento sobresaliente es
la activación de la vía del Bmp4 en las células del ectodermo estimulado por la
secreción de dicha señal por las células de la línea media del diencéfalo ventral.
Esta acción lleva a la abolición de la expresión de la señal Shh (típica del
ectodermo) por el inicio de la expresión de los factores de transcripción Rpx
(Hesx1), Pitx e Isl1. Así se determina la placoda hipofisaria y se inicia su
invaginación y la formación de la fosa hipofisaria (Fig. SC 12-3-1 A).
Fase 2. La formación de la fosa hipofisaria (Rathke) hace que el centro de la
placoda, que pasa a ser el fondo de la fosa, se profundice, se acerque al
diencéfalo y refuerce la acción de las señales dorsales. Al mismo tiempo, la
región periférica de la placoda queda en la superficie y se aleja de las señales
dorsales. En simultáneo se agregan más señales al proceso. En el diencéfalo se
agrega la liberación de la señal factor de crecimiento fibroblástico 8 o Fgf8,
mientras que las células del borde de la placoda, que quedan bordeando el
orificio de la fosa, expresan la proteína señal Bmp2. Estos cambios de posición
de dos centros señalizadores, uno dorsal y otro ventral, llevan a la formación de
dos gradientes cruzados de las señales mencionadas. Las células que quedan
ubicadas en diferentes posiciones de dichos gradientes sufren diferentes
procesos de reprogramación genética y expresan diferentes factores de
transcripción. Típicamente, las células profundas expresan el factor de
transcripción Pax6 y las superficiales expresan el factor de transcripción Gata2
(>Fig. SC 12.3.1B). Otros factores de transcripción acompañan a los
mencionados y conforman los dos dominios superficial y profundo. Cada uno
de estos dominios generarán células progenitoras que originan diferentes
conjuntos de células endocrinas y que secretan diferentes categorías de
hormonas.
Fase 3. De especificación de precursores de células endocrinas. Durante esta
fase se especifican las tres zonas citogenéticas principales de la adenohipófisis.
A los centros señalizadores superficial (Bmp2) y profundo (Fgf8) se agrega, en
la región caudal de la fosa, la secreción de la proteína señal cordina a partir del
extremo anterior del mesodermo axil cordal (Fig. SC 12-3-1 C). Se definen así
tres regiones delineadas por tres combinatorias diferentes de factores de
transcripción indicadas en lafigura Sc 12-3-1 C. La zona profunda o
adenohipófisis dorsal, caracterizada por la expresión de Pax6 y otros factores,
se halla poblada por precursores Pomc; la zona superficial o hipófisis ventral,
caracterizada por la expresión de Gata2, genera precursores α-Gsu. Entre
ambas queda una zona intermedia, caracterizada por la expresión del factor de

433. 433
transcripción Pit1 que genera otros precursores, pero relacionados con los de la
zona superficial.
Fase 4. Durante esta fase a) disminuye significativamente la actividad
proliferativa de las poblaciones de células precursoras y b) se inicia la expresión
génica diferencial, en cada uno de los grupos precursores, de modo que a partir
de cada uno de ellos se determinan cada uno de los tipos celulares
correspondientes a las ramas terminales del árbol genealógico. Los precursores
Pomc originan a las células corticotropas y melanotropas. El grupo precursor
superficial α-Gsu da origen a las células gonadotropas y tirotropas. Las células
del grupo intermedio, que algunos clasifican también como derivados tardíos
del grupo α-Gsu, dan origen a las células somatotropas y lactotropas.
Durante esta fase se definen también las regiones topográficas de la glándula y
la distribución definitiva de los diversos tipos celulares (Fig. SC 12-3-1 D).

434. 434
Fig. SC 12-3-1. Representación esquemática de la organización espacial del
proceso de determinación progresiva de los tipos celulares de la adenohipófisis.
Se ilustran fases sucesivas del proceso morfogenético e histogenético.
Descripción en el texto.
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SC 12.4. Bases moleculares y celulares de la patogenia del síndrome de Kallman.
V. Flores
Desde fines del siglo xviii se conoce un síndrome clínico que incluye
hipogonadismo (desarrollo deficitario de gónadas y órganos genitales),
ausencia de nervios olfatorios, anosmia (falta de olfato), ocasionalmente, con
aplasia renal (falta de desarrollo del riñón) y algunos otros síntomas (Krafft-
Ebing, 1886). Este síndrome es, en la actualidad, denominado síndrome de
Kallman. La patogenia del síndrome, integrado por anomalías fenotípicas tan
disímiles y, aparentemente, inconexas se explica teniendo en cuenta que a lo
largo de la evolución biológica el sentido del olfato y la reproducción
evolucionaron en forma asociada. El olfato desempeña un papel importante en
la madurez de la conducta sexual de la mayor parte de las especies.
Recién a fines del siglo pasado, a partir de estudios realizados en ratón y mono,
e incluso en el hombre, se empezó a dilucidar, en parte, la patogenia del
síndrome de Kallman. Desde el punto de vista tisular u orgánico, el síndrome
tiene como causa primaria una falla en el desarrollo de la placoda olfatoria,
hecho que ocurre durante el período somítico.
Normalmente, la placoda olfatoria origina neuronas sensoriales primarias
sensibles a los olores (neuronas olfatorias). Éstas residen en el propio epitelio
olfatorio de la mucosa nasal derivado de la placoda y emiten sus axones, que
integran el nervio olfatorio. Éste se halla integrado por fascículos que
atraviesan la lámina cribosa del etmoides y llegan al bulbo olfatorio
(rinencéfalo). Allí, los axones de las neuronas sensoriales primarias establecen
sinapsis con neuronas sensoriales secundarias. Las neuronas secundarias, a su
vez, envían sus axones, a través de los tractos olfatorios a las estructuras
corticales del rinencéfalo (Fig. 1). Un dato importante en la génesis de este
cuadro compuesto de anosmia a hipogonadismo deriva del hecho de que el
desarrollo y la sobrevida de las neuronas olfatorias secundarias del bulbo

436. 436
olfatorio depende de los estímulos nerviosos y señales provenientes de las
neuronas olfatorias primarias.
En la mayor parte de los vertebrados, la placoda olfatoria posee una región
definida que origina un órgano quimiorreceptor denominado órgano
vomeronasal. Éste cumple una función central en la conducta reproductiva de
la mayor parte de los mamíferos ya que detecta las feromonas que permiten
sincronizar la conducta reproductiva y la realización del cortejo que culmina en
la cópula y ulterior reproducción. El neuroepitelio del órgano vomeronasal
también genera células precursoras neuronales que abandonan el
neuroepitelio receptor olfatorio y, siguiendo el trayecto de los axones de las
neuronas sensoriales secundarias del bulbo olfatorio, llegan hasta la región
medial del telencéfalo. Una vez allí, colonizan el hipotálamo y se ubican,
preferentemente, en el área preóptica del hipotálamo anterior. Al
diferenciarse, estas neuronas sintetizan la hormona peptídica hormona
liberadora de goadotrofinas (GnRH); a través de sus axones que se dirigen hacia
el tallo hipofisario, la GnRH es liberada hacia los vasos del sistema porta
hipofisario y llega a la adenohipófisis. La GnRH tiene como blanco (diana) a las
células gonadotropas de la adenohipófisis en las que estimula la liberación de
gonadotrofinas (hormona foliculoestimulante [FSH] y hormona luteinizante
[Lh]). Estas hormonas son esenciales para el desarrollo gonadal y la producción
de las hormonas testiculares y ováricas necesarias para la madurez sexual que
acontece en la pubertad. En ausencia de las hormonas ováricas y testiculares,
los órganos sexuales secundarios no se desarrollan.
En la especie humana el órgano vomeronasal se desarrolla hasta la 20ª SD,
aproximadamente, y luego involuciona como tal. Sin embargo, antes de ello
participa del proceso arriba descrito.
De esta forma se explica cómo se asocian el hipogonadismo y la anosmia que
son los datos cardinales del síndrome de Kallman: la ausencia de placoda
olfatoria produce anosmia y suspende la cadena de eventos descrita en el
párrafo anterior que culmina la inmadurez sexual.

437. 437
Fig. SC 12-4-1. La figura ilustra esquemáticamente la expresión de la proteína
anosmina-1 revelada en estudios inmunocitoquímicos con anticuerpos
monoclonales antianosmina-1 en embriones de ratón. En el día 11 se observa la
expresión en la matriz extracelular en la región de formación del bulbo
olfatorio. En esta región del rinencéfalo se forman las neuronas sensoriales
secundarias que proyectan al centro. En días sucesivos, la distribución de la
expresión de la anosmina sigue el trayecto de migración de los axones de las
neuronas sensoriales secundarias y el de las células que desde la placoda
olfatoria migran hasta el hipotálamo.
El síndrome de Kallman se debe a una mutacíón que afecta a la proteína
anosmina-1 codificada por el gen Kal-1. La anosmina-1 es una glucoproteína
con organización modular. Algunos estudios inmunocitoquímicos con
anticuerpos antianosmina-1 han permitido revelar su distribución en
embriones humanos desde la 4ª a la 10ª SD. Desde la 5ª AD se expresa, como

438. 438
componente de la matriz extracelular, a lo largo del trayecto de migración de
las células que van desde el órgano vomeronasal al hipotálamo anterior (área
preótica). Como componente de la matriz extracelular, la anosmina-1 participa
en procesos de adhesión intercelular, de adhesión célula-matriz extracelular,
adhesión axón-axón y axón-matriz extracelular. De ahí su importancia en la
migración celular desde el órgano vomeronasal hasta el hipotálamo.
La anosmina cumple funciones de desarrollo más amplias que las que el propio
síndrome de Kallman revela. Así, por ejemplo, durante el desarrollo de las
crestas neurales, exhibe un patrón de expresión temporoespacial típico. La
anosmina-1 secretada a la matriz extracelular, por un lado, exacerba la
actividad de la proteína señal Fgf8 promoviendo su unión al receptor de Fgf
tipo 1 y la formación del complejo Fgf8-FgfR1 y, por otro, inhibe la actividad de
las proteínas señal Bmp5 y Wnt3A. Regulando estas actividades, la anosmina-1
participa en procesos de transiciones reversibles epitelio-mesenquimática y
mesenquimático-epitelial durante la formación de la cresta neural y la
evolución ulterior de sus células.
La anosmina-1 también es expresada como proteína de superficie de algunos
órganos epiteliales en desarrollo como, por ejemplo, el brote ureteral. Aquí
también parece cumplir algún papel de desarrollo ya que un tercio de los
mutantes que padecen el síndrome de Kallman padecen también aplasia renal.
Bibliografía
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anosmin promotes neural crest formation and regulates FGF, BMP, and WNT
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Links
Datos sobre investigaciones vinculadas al síndrome de Kallman se hallan en:
Online Mendelian Inheritance in Man database.

439. 439
SC 12.5. Las etapas del desarrollo de la corteza suprarrenal. Cronología de los
cambios histogenéticos. V. Flores
La glándula suprarrenal adulta representa, desde el punto de vista estructural y
funcional, un ejemplo de integración neuroendocrina. Posee dos regiones
básicas: a) la médula, que forma parte del sistema nervioso autonómo
simpático, representa un ganglio simpático modificado por el entorno
esteroidogénico y secreta catecolaminas (adrenalina y noradrenalina); b) la
corteza es una típica glándula endocrina con tres regiones funcionalmente
distintas que integran una red de síntesis de hormonas esteroideas
(mineralocorticoides, glucocorticoides y hormonas sexuales). Todas estas
hormonas medulares y corticales son esenciales para la vida y, pese a sus
distintas funciones, actúan de forma integrada.
La corteza suprarrenal terminalmente diferenciada posee tres zonas: una
externa o glomerular (secreta aldosterona), una media o fasciculada (secreta
cortisol) y una interna o reticulada (secreta andrógenos). La corteza suprarrenal
fetal funciona intensamente durante el desarrollo embrionario y debido a ello
sufre una hiperplasia e hipertrofia transitoria con respecto a la corteza
definitiva. Su estructura, sin embargo, es más simple que la de la corteza
definitiva.
Su desarrollo se inicia con la formación del mesodermo intermedio y la
deslaminación del mesodermo lateral en una hoja esplácnica y una somática.
Las dos primeras son la principal fuente de células que forman el esbozo
adrenocortical. La figura SC 12-5-1 ilustra gráficamente la cronología de los
eventos histogenéticos durante el desarrollo de la glándula suprarrenal.

440. 440
Fig. SC 12-5-1. Representación esquemática de las etapas histogenéticas de la
glándula suprarrenal humana. Algunas células de la suprarrenal tienen un
origen común con el riñón y la gónada, el mesodermo intermedio o
adrenogononefrotomo. A continuación se segregan de los otros componentes

441. 441
y se asocian al epitelio celómico con el cual constituyen un esbozo
adrenocortical. Ulteriormente se incorporan las células de la cresta neural
troncal que forman el esbozo del parénquima adrenomedular. El componente
epitelial del esbozo adrenocortical origina la corteza fetal y la zona definitiva.
Desde este momento hasta la adrenarca, que ocurre recién a los 6 años de vida
posnatal, la glándula sufre una sucesión ordenada de eventos histogenéticos.
Entre estos se incluye la atrofia de la corteza fetal y el desarrollo y
diferenciación de las tres capas de la corteza definitiva. Descripción en el texto.
AT.: en fig.1 C cambiar Blastema adrenal => Blastema suprarrenal
Las células que originan el blastema de la suprarrenal inicialmente forman
parte del mesodermo intermedio que constituye un adrenogononefrotomo
(Fig. SC 12-5-1 A). Estas células son identificadas, ya durante el período
somítico, debido a que expresan el factor de transcripción esteroidogénico 1 o
Sf1. El mesénquima del mesodermo intermedio rápidamente se escinde en un
esbozo nefrógeno y un esbozo o blastema adrenogonadal (Fig. SC 12-5-1 B).
Éste luego se escinde en un esbozo gonadal y un esbozo adrenocortical (Fig. SC
12-5-1 C). Este esbozo tiene un componente epitelial superficial y un blastema
subyacente. Hacia la 8ª SD, las células del epitelio celómico sufren transición
epitelio-mesenquimática y empiezan a introducirse en el blastema suprarrenal
(Fig. SC 12-5-1 D). En la 9ª SD, la zona central del blastema es invadido por
células de la cresta neural troncal constituyéndose así el esbozo adrenomedular
(Fig. Sc 12-5-1 D-E).
Las células del epitelio celómico del esbozo adrenocortical que invadieron el
blastema se organizan entonces en dos capas alrededor del esbozo
adrenomedular: una capa fetal o profunda (zona fetal) y una capa superficial o
“definitiva” (precursora de las capas definitivas) que se diferencia más tarde
(Fig. SC 12-5-1 F). Constituidos los esbozos adrenomedular y adrenocortical,
todo el complejo es rodeado o encapsulado por tejido mesenquimático más
compacto o cápsula.
La zona fetal prolifera activamente y alcanza un tamaño proporcionalmente
mayor que el de etapas ulteriores. La corteza aumenta en volumen hasta el 3.er
trimestre de la gestación.
Durante el 3.er
trimestre se forma una zona de transición entre las capas o zonas
fetal y “definitiva” (Fig. SC 12-5-1 G). La corteza suprarrenal empieza a producir
cortisol desde la 24-26.ª SD. En el momento del nacimiento aún posee un
tamaño exagerado en relación con el de la corteza suprarrenal adulta y los
otros órganos (pesa el doble que la corteza suprarrenal adulta).

442. 442
Luego del nacimiento, la zona fetal adrenocortical involuciona rápidamente
hasta desaparecer alrededor del 6.º mes de vida posnatal. Simultáneamente se
van desarrollando, a partir de la zona “definitiva”, las capas glomerular
(secretante de mineralocorticoides) y fascicular (secretante de glucocorticoides)
de la corteza definitiva. La zona más profunda de la corteza definitiva, la capa
reticular, no empieza a desarrollarse hasta los 6 años (Fig. SC 12-5-1 H-I). En ese
momento se inicia la síntesis de andrógenos de origen adrenal. Dicho evento
ha sido denominado “adrenarca”.
Bibliografía
Sucheston ME, Cannon MS. (1968). Development of zonular patterns in the
human adrenal gland. J Morphol 126:477-91.
Kempná P, Flück CE. (2008). Adrenal gland development and defects. Best Pract
Res Clin Endocrinol Metab 22(1):77-93.
SC 12.6. La función de la corteza suprarrenal fetal y la diferenciación posnatal de
la corteza definitiva. V. Flores
La aparición de las distintas funciones esteroidogénicas de la corteza
suprarrenal sigue al desarrollo y maduración funcional de sus diversas capas.
La zona fetal de la corteza despliega una activa síntesis de esteroides desde la
7.ª SD en adelante. La zona “definitiva”, que es una población celular en
desarrollo, pero en latencia hasta luego del nacimiento, no produce esteroides
hasta cerca del momento del nacimiento. La zona de transición empieza a
sintetizar cortisol recién hacia el final del desarrollo fetal.
Sólo posnatalmente se originan las tres capas de la corteza definitiva. Hay
divergencias respecto de la génesis de la regionalización y de los tipos celulares
que integran el parénquima de las distintas zonas. Ello se debe a que existen
estudios realizados en diferentes especies que no siempre coinciden.
Algunos investigadores proponen la existencia de oleadas de células diferentes
a partir del epitelio celómico. Otros proponen la existencia de un patterning o
regionalización previo a la formación de los diferentes tipos celulares. Según
esta visión, existirían células troncales pluripotenciales en la región subcapsular
y, dependiendo del lugar donde queden ubicadas sus descendientes, se
diferenciarán en células de las distintas capas. Finalmente, otros postulan la
existencia de subpoblaciones de células troncales progenitoras intermedias
específicas para cada capa y que sus descendientes migrarían centrípetamente
y se ubicarían en zonas definitivas para tipo celular.

443. 443
La corteza suprarrenal fetal es un centro productor de andrógenos. Las enzimas
esteroidogénicas se hallan en cantidades significativas desde la 7.ª SD. Desde
entonces se detecta una síntesis de cortisol que ya está sujeta a control por
medio de la ACTH hipofisaria. Existe una fase transitoria de alta producción de
cortisol, que se extiende desde la 8.ª a la 12.ª SD. Esta fase de alta secreción se
debe a la expresión transitoria de la enzima 3β-hidroxiesteroide deshidrogenasa
tipo 2 (3βHSD2) durante dicho período.
Esta ventana temporal es crítica para la diferenciación de los esbozos de los
órganos sexuales y se ha postulado que la alta actividad de la enzima posee un
efecto protector que evita la potencial virilización de los órganos genitales de
los fetos femeninos. El déficit en la actividad funcional de esta enzima produce
virilización. En condiciones normales, durante esta ventana temporal sólo el
feto masculino produce andrógenos testiculares en cantidades suficientes para
producir virilización. Luego de la 12.ª SD en la corteza fetal disminuye la enzima
3βHSD2 y las actividades enzimáticas favorecen la síntesis de andrógenos
produciendo dehidroepiandrosterona (DHEA) y sulfato de
dehidroepiandrosterona (S-DHEA) en abundancia.
Luego del nacimiento, la zona fetal involuciona y desaparece alrededor de los 6
años. Simultáneamente, la zona definitiva junto con la transicional se
desarrollan y forman las capas glomerular y fasciculada. Éstas completan su
diferenciación terminal hacia los 3 años de edad.
La producción posnatal de esteroides por la zona glomerular
(mineralocorticoides) y por la fasciculada (glucocorticoides) no sufre cambios
bruscos con la edad. Sin embargo, la producción de andrógenos por la reticular
posee un patrón temporal típico.
La zona reticulada recién empieza a formarse alrededor de los 4 años. Pero la
producción significativa de andrógenos de origen suprarrenal, denominada
“adrenarca”, sólo se inicia a los 6-8 años de edad. La zona reticulada tiene un
largo desarrollo posnatal y su diferenciación terminal se logra recién alrededor
de los 15 años. Desde los 30 años se produce una declinación en la secreción de
andrógenos suprarrenales, denominada “adrenopausia”, que se acentúa con la
edad.
Bibliografía
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Adrenal Cortex: A Key Component in the Feto-Placental Unit. Endocr Rev 32:
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445. 445
SC 13.1. La cefalización. La hipótesis de la nueva cabeza. La aparición y evolución
de la cresta neural (CN) craneal. V.Flores
SC 13.2. El síndrome de deleción 22q11.2 (DiGeorge). Síndromes con
alteraciones fenotípicas combinadas. V. Flores, J. Halfón
SC 13.3. Morfogénesis dental. El código homeótico odontogenético y las
proteínas señal asociadas. V. Flores, J. Halfón
SC 13.4. La disostosis mandibulofacial o síndrome de Treacher Collins (STC).
Bases celulares y moleculares de su patogenia. V. Flores, J. Halfón
SC 13.5. El patterning de la región craneofacial I. Proteínas señal y factores de
transcripción involucrados en la especificación de la cresta neural craneal y sus
derivados. J. Halfón, V. Flores
SC 13.6. El patterning de la región craneofacial II. Factores de transcripción y
factores de crecimiento intervinientes. J. Halfón, V. Flores
SC 13.1. La cefalización. La hipótesis de la nueva cabeza. La aparición y evolución
de la cresta neural (CN) craneal. V.Flores
Se postula que el proceso de cefalización, en la línea evolutiva que corresponde
a los vertebrados (cordados superiores), se inició desde los procordados en
adelante.
El proceso de cefalización consistió en una diversidad de cambios adaptativos
vinculados al desplazamiento en una dirección preferencial y a la concentración
de funciones de recepción (órganos de los sentidos especializados), de
integración y procesamiento de información proveniente del medioambiente y
elaboración de respuestas (hemisferios cerebrales) en la región cefálica. La
cefalización se acompañó de la aparición de nuevas estructuras óseas,
cartilaginosas y conectivas que conformaron el aparato de la contención
neurosensorial que forma las cubiertas protectoras del encéfalo y los órganos
de los sentidos, vale decir, buena parte del cráneo y la cara con todas las
cavidades (órbitas oculares, fosas nasales, cavidad bucal, laberinto óseo). Todas
estas estructuras se formaron a partir de una población celular “nueva”, la CN
preótica, que apareció y evolucionó desde los Agnatos (peces sin mandíbula)

446. 446
en adelante y que adquirió características de desarrollo similares, en alguna
medida, a las del mesodermo.
De acuerdo con la hipótesis evolutiva denominada de la Nueva Cabeza, los
vertebrados (cordados superiores) evolucionaron a partir de un cefalocordado,
similar al anfioxo actual, que pudo haber sido la transición entre los
urocordados y los vertebrados. Urocordados y cefalocordados son subtipos del
clado Procordados. Los cefalocordados son animales cilíndricos, con una cuerda
dorsal o notocorda que se extiende hasta el extremo cefálico; de ahí su
designación taxonómica. Poseen un sistema nervioso, ubicado dorsalmente a la
cuerda dorsal, formado por un cordón nervioso y con una vesícula cerebral en
el extremo cefálico. Estos animales carecen de cráneo y de mandíbulas, de ahí
que se denominan también Acranios y son clasificados entre los Agnatos. La
boca posee cirros móviles que desplazan partículas alimenticias hacia el interior
del tubo digestivo. Este animal precursor de los vertebrados, al igual que el
anfioxo, carecería de vesículas telencefálicas y de la musculatura que mueve el
agua a través de las branquias.
De acuerdo con la hipótesis mencionada, el salto evolutivo significativo
consistió en un cambio en el carácter filtrador de agua por el de predador. Esta
nueva característica incluyó el desarrollo de órganos de los sentidos más
desarrollados para la detección de la presa, nuevas estructuras neurales para
procesamiento de información y elaboración de respuestas y un aparato
mandibular de rápida respuesta para la captura de la presa. El desarrollo de
todas estas estructuras de recepción de estímulos y de procesamiento de
información neural se acompañó del desarrollo de estructuras conectivas,
cartilaginosas y óseas que operarán de contención de las nuevas estructuras
neurales.
Un supuesto central de esta hipótesis es que algún o algunos tipos celulares ya
presentes en las especies predecesoras tuvieron que haber evolucionado en
relación con la aparición y evolución de la cabeza. Una de tales poblaciones
celulares podría haber sido precursora de las actuales células de la CN preótica.
Las ascidias, urocordados primitivos, poseen un tipo celular que se origina a
partir del tubo neural, que migra y luego se diferencia en células pigmentarias.
Estas células expresan proteínas, como hnk y Zic1, que algunos autores
consideran marcadores de células de CN. Tales células serían precursoras
filogenéticas de la CN que, a lo largo de la evolución, fueron adquiriendo
mayor potencia evolutiva y nuevas formas de evolución ontogenética.
Se propone que los primeros vertebrados pudieron haber sido similares a los
actuales peces sin mandíbula (Agnatos, Fig. SC 13-1-1), como las lampreas

447. 447
actuales que son agnatos pero ya poseen CN. Estos peces, aunque no tienen
mandíbulas, poseen la boca circundada por labios superiores e inferiores en
cuyo desarrollo participan células de la CN preótica correspondiente a las
regiones proencefálica y mesencefálica del SNC.
En los peces con mandíbulas (teleósteos), que corresponderían a un estado más
avanzado de la evolución filogenética, los arcos faríngeos que originan las
mandíbulas derivan de porciones más caudales de la CN.
A lo largo de la evolución filogenética se habrían producido mutaciones que
derivaron en cambios en la expresión de genes Hox y Dlx que están
involucrados en el patterning de estructuras derivadas de CN. Entre Agnatos
(peces sin mandíbula) y Gnatostoms (desde peces con mandíbulas hasta
mamíferos) (véase Fig. SC 13-1-1) existen cambios regionales en la expresión de
la proteína señal y factor de crecimiento Fgf8 en la epidermis del extremo
cefálico. El Fgf8 es un regulador de la expresión de la proteína factor de
transcripción Dlx1 tanto en Agnatos como Gnatostomados.
Entre Agnatos y Gnatostomados también existen diferencias regionales en la
expresión de genes Hox. En los Agnatos (cefalocordados como los anfioxos y
cordados primitivos como las lampreas), la expresión de genes Hox se extiende
cefálicamente hasta el primer arco branquial. En la mayoría de los
gnatostomados, la expresión de genes Hox llega sólo hasta el segundo arco
branquial. En los mamíferos, la porción más cefálica de la CN craneal, desde la
región diencefálica hasta el segmento correspondiente a r2, es Hox negativa.
Ésta es la región de CN craneal encargada de formar todo el aparato de la
contención neurosensorial constituido por cráneo y cara.
Así, además de los cambios regionales en la expresión del Fgf8 y de factores de
transcripción Dlx, la pérdida de la expresión de factores de transcripción Hox en
la CN craneal también sería causa del cambio de destinos o de nuevas formas
de evolución ontogenética de células de la región cefálica de la CN craneal.

448. 448
Fig. SC 13-1-1. Esquema que ilustra que algunos agnatos, como la lamprea,
poseen crestas neurales. El esquema ilustra también que en la mayoría de los
Agnatos la expresión de genes Hox se extiende hasta el primer arco branquial
(1.er
AB) mientras que en los Gnatostomados las células del 1.er
AB son Hox.
Modificado de Helms y cols., 2005.
La CN preótica, por un lado, retuvo algunas características de desarrollo de la
CN posótica y por ese motivo tienen la capacidad de originar células
pigmentarias (melanocitos), neuronas sensoriales primarias y células gliales de
los ganglios de los nervios craneales. Por otro lado, adquirió las capacidades de
desarrollo del dermatomo y esclerotomo de los somitas posóticos. Por ello, es
capaz de originar el mesénquima cefálico –rodea todo el prosencéfalo y
mesencéfalo– y la parte del mesénquima branquial que forma cara y cuello.
Este mesénquima originado en la cresta preótica se diferencia en los tejidos
conectivo, cartílago y huesos del cráneo y cara, de las mandíbulas y huesos del
oído medio. También origina el tejido conectivo que forma el estroma de la
adenohipófisis, tiroides, paratiroides y timo. Origina, además, los odontoblastos
de los esbozos dentales.
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SC 13.2. El síndrome de deleción 22q11.2 (DiGeorge). Síndromes con
alteraciones fenotípicas combinadas. V. Flores, J. Halfón
Las células de la cresta neural de los primeros segmentos corporales participan
en la formación de los derivados de los arcos faríngeos (esqueleto facial), de las
bolsas faríngeas (timo, paratiroides) y del tronco de salida del corazón.

449. 449
Debido a ello, las fallas del desarrollo (déficits en la proliferación, migración
celular, exceso de muerte celular) de la cresta neural de dicha región conducen
a combinaciones bastante variadas de alteraciones en todas esas estructuras. El
síndrome de DiGeorge, por ejemplo, incluye alteraciones faciales (“boca y
filtrum pequeños”, fisura palatina, implantación auricular baja), defectos
troncoconales, hipoplasia tímica, hipoplasia de las paratiroides y consiguiente
hipocalcemia.
En el hombre, algunos genes de desarrollo ubicados en la región 11.2 del brazo
largo del cromosoma 22 participan en el desarrollo de los derivados de la cresta
neural craneal y sus deleciones se asocian a varios síndromes. Por ello, dichos
síndromes también reciben genéricamente el nombre de síndrome de la
deleción 22q11.2. Dado que el síndrome de DiGeorge es paradigmático de este
conjunto de malformaciones, la región cromosómica mencionada ha sido
denominada DGCR (DiGeorge syndrome Chromosome Región). La similitud
que presentan estos síndromes y la gran variabilidad que exhiben ha hecho
plantear explicaciones alternativas. Por un lado se ha planteado que las
diferencias se deben a que no todas las deleciones son idénticas en el sentido
de que podrían ser de diferente longitud involucrando a diferentes genes de
dicha región cromosómica. Por otro lado, se ha planteado también de que aun
una misma deleción podría generar, en los diferentes contextos genómicos de
diferentes individuos, variaciones del mismo cuadro patogénico.
La variabilidad del síndrome ha sido también explicada considerando el hecho
de que las microdeleciones de la región 22q11.2 pueden alterar la expresión de
unos 30 a 40 genes. Uno de ellos, por ejemplo el que codifica la proteína factor
de transcripción Tbx1, está involucrado en varias alteraciones físicas del
síndrome (cardíacas, del paladar hendido, etc.). Otro de los genes de la región,
el que codifica la enzima Catechol-O-methyltransferasa (Comt), implicado en la
síntesis del neurotransmisor dopamina, es responsable de las alteraciones
cognitivas y enfermedades mentales del síndrome.
En la región DGCR se localizan varios genes que estarían involucrados en la
migración de las células de la cresta neural. La proteína factor de transcripción
Tbx1 se expresa en los arcos y bolsas faríngeos y en la vesícula ótica y,
presuntamente, está involucrado en algunas de las alteraciones debidas a las
deleciones 22q11.
Se ha mostrado que la mayoría de las deleciones 22q incluyen el gen
codificante del factor Tbx1 y que las mutaciones de dicha proteína producen
alteraciones similares a las del síndrome de la deleción 22q11. El factor Tbx1 se
expresa en el endodermo faríngeo y en el mesénquima de los arcos branquiales

450. 450
pero no en la cresta neural craneal. Se ha mostrado también que la deleción del
gen Tbx1 en ratones reproduce las alteraciones fenotípicas correspondientes al
síndrome de la deleción 22q. En ratones, el knockout de un alelo codificante
del factor de transcripción Tbx1 suele producir malformaciones troncoconales y
el knockout de los dos alelos produce casi todos los componentes del síndrome
de DiGeorge.
El gen del factor de transcripción Hes (Homologue of Enchancer of Split), que se
expresa transitoriamente en el tronco-cono y tejidos de la cara en derivados de
la cresta neural, también se halla en la región DGCR.
El gen codificante de la proteína de adhesión celular DGCR2 y otros genes que
se ubican en dicha región también estarían involucrados en el desarrollo de la
cresta neural craneal y sus alteraciones.
Las mutaciones en genes que no se hallan localizados en la región
cromosómica señalada también pueden alterar el desarrollo de las células de la
cresta neural craneal y producir alteraciones como las que integran el síndrome
de DiGeorge. Así, el knockout del gen codificante del factor de transcripción
Hoxa3 que participa en la morfogénesis de los derivados de la región
correspondiente al 3.er
arco y bolsa faríngeos produce algunas alteraciones
incluidas en dicho síndrome. Agentes teratógenos como el ácido retinoico y el
alcohol etílico también producen algunas malformaciones similares debido a
que alteran el desarrollo de las células de la cresta neural craneal.
Se ha mostrado también que en el endodermo faríngeo existen dominios de
expresión superpuestos de Tbx1 y Fgf8 y que la deleción de Tbx1 ocasiona la
pérdida de la expresión de Fgf8 en el endodermo faríngeo. Esto sugiere que la
proteína factor de transcripción Tbx1 está involucrada en el inicio y el
mantenimiento de la expresión de la proteína señal Fgf8. La expresión de Fgf8
es necesaria para el normal desarrollo craneofacial, pues la ausencia de
expresión de Fgf8 en el dominio de expresión de Tbx1, en el endodermo
faríngeo, produce anomalías cardíacas semejantes a las que poseen los
pacientes con síndrome de DiGeorge.
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post/Omim/dispmim?188400#Reference12.
SC 13.3. Morfogénesis dental. El código homeótico odontogenético y las
proteínas señal asociadas. V. Flores, J. Halfón
Los procesos morfogenéticos e histogenéticos, en general, dependen para su
concreción de interacciones entre los elementos tisulares participantes. En
general se trata de interacciones epitelio-mesenquimáticas en las que el
componente epitelial corresponde al ectodermo o al endodermo y el
mesénquima es el que subyace inmediatamente en el epitelio ya que se trata
de interacciones paracrinas o yuxtacrinas.
La morfogénesis dental es un ejemplo de tales interacciones. Existen trabajos
que indican que, en este caso particular, al ectodermo de la región oral le
corresponde tempranamente un papel determinante (estimular la
odontogénesis y determinar el tipo de diente) aun antes de que existan signos
morfológicos de formación de esbozo. En esta etapa, el mesénquima cumple el
papel de población celular competente. Luego los roles se invierten (Fig. SC
13.3.1).

452. 452
Fig. SC 13-3-1. Modelo de odontogénesis mediado por interacciones epitelio-
mesenquimáticas en las que los papeles determinante y competente se
suceden temporalmente (Modelo: ratón). A. En una primera etapa (etapas
previas al día 12.5) el epitelio actúa en forma determinante y puede inducir la
formación de un esbozo de diente en un mesénquima extraño (no dental). B.
Más tarde (etapas ulteriores al día 12.5), el mesénquima que ya ha sido
estimulado a generar diente es capaz de actuar sobre un epitelio extraño (no
dental) e inducirlo a formar juntos un esbozo dental. El experimento indica que,
en este modelo, la inversión de los papeles determinantes se produce en el día
12.5.
Una vez formado el esbozo existe una cascada de interacciones entre el epitelio
y el mesénquima del primer arco branquial. Llegada esta etapa existe una
inversión en los papeles determinantes y competentes
Se ha descrito un “código homeótico odontogénico” consistente en la
expresión de combinatorias de factores de transcripción de los tipos Dlx, Barx,
Msx y Alx. La expresión local de una combinación específica de estos factores
de transcripción, por parte del mesénquima de la región formadora de dientes
del primer arco branquial, especifica qué tipo de diente se genera en cada
región formadora de dientes. Por ejemplo, se ha constatado que la
especificación de molares es establecida por la expresión de la combinatoria de
factores Dlx-1, Dlx-2 y Barx-1 y que para la especificación de incisivos se
requiere la expresión de la combinatoria de factores Msx-1, Msx-2 y Alx-3.
La formación de dientes requiere la acción de otras proteínas que colaboran
con la expresión de los factores de transcripción mencionados. Por ejemplo,
antes de la formación de los dientes, la proteína señal Bmp-4 se expresa en
forma selectiva en la región formadora de dientes. Primero se expresa en el
ectodermo de la región formadora de incisivos y poco después en el de la
región formadora de molares. Luego, la expresión de Bmp-4 se activa en el
mesénquima. Se postula que la expresión del factor de transcripción Msx-1
influye, de alguna manera no conocida, sobre la expresión de Bmp-4
específicamente debajo de las placodas o engrosamientos ectodérmicos
dentarios. Éste parece ser un fenómeno interactivo ya que la proteína Bmp-4
también induce la expresión de Msx-1 en el mesénquima. Una vez que la
expresión de Bmp-4 y de Msx-1 se traslada al mesénquima, la expresión de
ambas proteínas se independiza de señales provenientes del ectodermo. La
importancia de estas interacciones en la odontogénesis se pone de manifiesto
por el hecho de que la abolición o el déficit de la acción de Msx-1 produce una
detención del desarrollo dentario en el estado de esbozo.

453. 453
Algo similar ocurre con la expresión del factor de transcripción Lef-1. Éste, al
principio también se expresa sólo en el ectodermo pero luego la proteína Bmp-
4 estimula su expresión en el mesénquima. Finalmente, el factor Lef-1 se
expresa en el nódulo del esmalte. Esta proteína es otra de las tantas
involucradas en la acción del mesénquima durante la formación de la papila
dentaria.
Otra proteína necesaria durante la odontogénesis es la proteína señal Shh. Esta
proteína se expresa en sitios o dominios restringidos estimulando la
proliferación localizada del ectodermo dental en zona de formación de esbozos
dentales. Su expresión altamente localizada depende de la interacción con otra
proteína señal Wnt-7b y la activación de esta vía de señalización.
Durante la morfogénesis del diente la lámina dental genera un diente con una
morfología característica. Este proceso tiene varias etapas. De ellas, la transición
del estado de brote al estadio de caperuza y la formación del nódulo del
esmalte primario es crítica ya que éste se convierte en un centro señalizador
que integra la odontogénesis. El nódulo del esmalte es un centro señalizador
discreto (local), transitorio y no proliferativo, formado por las células
ectodérmicas localizadas en el extremo del epitelio dental interno. Este nódulo
dirige la formación del esbozo en el estadio de caperuza por medio de la
expresión de varias proteínas señal entre las que se cuentan Shh, Bmp-2, Bmp-
4, Bmp-7, Fgf-4, Fgf-9 y Wnt. El nódulo del esmalte progresivamente
desaparece por apoptosis regulada por Bmp-4.
En dientes con más de una cúspide, luego de la desaparición del nódulo del
esmalte primario, en el estadio de caperuza tardío se forman nódulos del
esmalte secundarios dentro del epitelio dental interno. Los nódulos
secundarios regulan la formación del diente en el estadio de campana, son no
proliferativos, expresan Fgf-4 y son eliminados por apoptosis a través de la
acción de Bmp-4. Los nódulos secundarios marcan los sitios de ubicación de las
futuras cúspides. Vale decir, establecen el patrón espacial de posición de
cúspides específico de especie y de tipo dental.
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SC 13.4. La disostosis mandibulofacial o síndrome de Treacher Collins (STC).
Bases celulares y moleculares de su patogenia. V. Flores, J. Halfón
Varios estudios histopatológicos de embriones con síndrome de disostosis
mandibulofacial, bilateral y simétrico (distinguibles de las que presentan
alteraciones asimétricas) o síndrome de Treacher Collins (STC), sugieren un
mecanismo patogénico que opera tempranamente durante el desarrollo facial
y que actúa uniformemente sobre el mesénquima de los dos primeros arcos
branquiales.
En animales de experimentación (ratón) existen malformaciones similares al
STC tanto de causa ambiental como genética. La vitamina A, administrada a
ratas en dosis teratogénicas, produce una fenocopia del STC. Algunos estudios
histopatológicos de estos embriones muestran focos de muerte celular en los
dos primeros arcos branquiales que producen un déficit en células de la cresta
neural y cambios de posición y deformaciones de las prominencias faciales y
auriculares. Estas alteraciones dan lugar a un esqueleto facial simétrico, pero
anormal, muy similar al del STC en el ser humano. No se ha dilucidado cómo la
vitamina A altera las células de la cresta neural de los arcos mencionados.
La malformación facial de causa genética del ratón considerada homóloga a la
disostosis mandibulofacial se debe a una mutación del gen Tcof1 que codifica
la proteína Treacle. Los ratones heterocigotos para esta mutación mueren
perinatalmente con una severa malformación craneofacial. En estos ratones, las
células precursoras de la cresta neural sufren muerte celular antes de
abandonar el tubo neural. Ello reduce significativamente la población de
células correspondientes al 1.er arco faríngeo.
En el ser humano la disostosis mandibulofacial se caracteriza por hipoplasia
bilateral de las estructuras faciales derivadas del 1.erº arco faríngeo y se debería
a mutaciones del gen Tcof1 que está localizado entre las regiones 32 y 31 del
brazo largo (q) del cromosoma 5.
Como en el ratón, la causa respondería a una alteración de la proteína Treacle,
una fosfoproteína, de localización nucleolar, involucrada en la regulación de la
síntesis de ARN ribosómico. La pérdida de la función de la proteína reduciría la
síntesis de ARNr afectando más o menos selectivamente a ciertas poblaciones
celulares en desarrollo, entre ellas, afectando seriamente y produciendo la
muerte de las células de la cresta neural que participan en el desarrollo

455. 455
craneofacial. No se conoce la patogenia por medio de la cual la alteración en la
proteína Treacle conduce a la muerte de estas células y no afecta, o afecta
levemente, a otras.
El STC en el ser humano presenta una gran variabilidad y debido a ello se ha
especulado que podrían ser varios los genes involucrados como causa del STC.
Una posible fuente de tal variabilidad podría resultar del hecho de que el
transcripto primario de Treacle, normalmente, puede sufrir varios
procesamientos alternativos generando al menos tres diversas isoformas
funcionales de la proteína. Se ha postulado que cada una de ellas podría ser
alterada diferentemente por distintas mutaciones. Esta postulación se basa en
el hecho de que ciertos estudios genéticos en pacientes con STC han
identificado hasta la fecha más de 150 mutaciones del gen Tcfo1 consistentes
en inserciones o deleciones de pequeños segmentos de ADN.
Bibliografía
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SC 13.5. El patterning de la región craneofacial I. Proteínas señal y factores de
transcripción involucrados en la especificación de la cresta neural craneal y sus
derivados. J. Halfón, V. Flores
El código Hox establece la identidad de segmentos del tubo neural y de la
cresta neural desde el segmento rombomérico 3 (r3) hasta el extremo caudal
de ambas estructuras. Los segmentos de la cresta neural y del tubo neural
correspondientes al mismo nivel segmentario comparten el mismo código Hox
(SC El código Hox participa en la morfogénesis del aparato de la cérvico-céfalo-
giria y órganos cervicales; SC El patterning de la cresta neural craneal. Regiones
Hox(+) y Hox(-). Su relevancia filogenética y sus papeles de desarrollo).
Dado que las células de la cresta neural craneal se organizan en corrientes
migratorias ordenadas, cuando migran desde su posición dorsal inicial hacia las
paredes laterales y ventromediales, transfieren su identidad de segmento a los
tejidos que ellas originan en las regiones que invaden. Así, las células de la
cresta neural “transportan” su código Hox al mesénquima de los arcos
branquiales.

456. 456
Nótese que el proceso descrito no instala diferencias en la información
posicional a lo largo del eje dorso-ventral. Todas las células derivadas de un
cierto segmento de cresta neural poseen el mismo código Hox a lo largo del
territorio que invaden desde el dorso al vientre.
La especificación de la información posicional a lo largo del eje dorso-ventral de
los tejidos derivados de la cresta neural craneal depende de la expresión
diferencial y espacialmente organizada, de combinatorias de otros factores de
transcripción, entre los cuales desempeñan un papel central los factores de
transcripción del grupo Dlx (Distal less homebox).
La asignación de información de posición mediada por estos dos sistemas de
referencia no se produce simultáneamente en los tejidos derivados de la cresta
neural craneal. El código Hox queda especificado en las células de la cresta
neural antes de iniciar su migración. La especificación de la información
posicional a lo largo del eje dorso-ventral, por medio de combinatorias de
factores Dlx, se especifica más tarde.
Así, todas las células de la cresta neural que integrarán un arco branquial y
derivan de un mismo segmento de cresta neural comparten el mismo código
Hox antes de iniciar su migración. Por el contrario, la expresión diferencial de
genes Dlx a lo largo del eje dorso-ventral de la región que invaden se inicia
recién durante la migración. Esta expresión diferencial depende de señales
provenientes del epitelio circundante con el que van interactuando durante la
migración.
La identidad de segmento provista con la participación de los factores de
transcripción del código Hox establece diferencias entre arcos branquiales
sucesivos a lo largo del eje cf-cd. La expresión diferencial de factores de
transcripción Dlx establece, para cada arco branquial, diferencias a lo largo del
eje dorso-ventral. Esto ocurre sin que los factores de transcripción Dlx
interfieran con la identidad de segmento provista por los factores de
transcripción Hox. Así, la expresión diferencial, espacialmente organizada, de
combinatorias de dos conjuntos de diferentes tipos de factores de transcripción
provee un sistema de referencia espacial que semeja un sistema ortogonal en el
que un código (Hox) establece diferencias a lo largo del eje céfalo-caudal en
tanto que el otro código (Dlx) establece diferencias a lo largo del eje dorso-
ventral del sistema de referencia ortogonal.
Un ejemplo de establecimiento de diferencias a lo largo del eje dorso-ventral
en la región de la cresta neural craneal lo ofrecen ciertos peces en los que el
epitelio de los arcos branquiales sintetizan la proteína señal endotelina-1 (Et-1)

457. 457
en forma de gradiente ventrodorsal (valor máximo en la región ventral). Este
gradiente de endotelina-1 actúa sobre el mesénquima branquial derivado de
las crestas neurales y participa en la especificación de diferencias en el modo de
desarrollo de las estructuras esqueléticas a lo largo del eje dorso-ventral.
Diferentes rangos de concentración de endotelina-1 promueven diferentes
modos de desarrollo en estructuras cartilaginosas y articulares. En la región
dorsal, la baja concentración de Et-1 permite la expresión de la proteína factor
de transcripción Bapx1 que participa en la regulación de la expresión de
proteínas vinculadas al desarrollo de articulaciones. En la región ventral, la alta
concentración de Et-1 activa la expresión de la proteína factor de transcripción
Hand2, que reprime la expresión de Bapx1 y promueve la formación de
cartílago. Así, el gradiente de Et-1 establece la posición espacial de
articulaciones y cartílagos.
La Et-1 también tiene un papel clave en el establecimiento de la polaridad
dorso-ventral en los 2 primeros arcos faríngeos en aves y mamíferos a través de
una cascada genética en la que están involucradas las proteínas factores de
transcripción Dlx6, dHand y Msx1.
Otros ejemplos de polaridad y patterning en la región craneofacial los ofrece la
distribución de la proteína señal Fgf8. El Fgf8 se expresa en el ectodermo oral
antes de que se forme la cavidad bucal y antes de que arribe el mesénquima de
las crestas neurales y la proteína señal Bmp4 delimite su dominio de expresión.
La distribución de ambas señales provee información de posición al
mesénquima que origina estructuras orales.
El Fgf8 se expresa también en el ectodermo y en las bolsas faríngeas y opera
como señal de supervivencia y estímulo para la expresión de genes
participantes en diferenciación de las células de la cresta neural.
El Fgf8 instala una polaridad en el eje céfalo-caudal del 1.er
arco faríngeo. En el
borde oral (cefálico) del 1.er
arco en el que se forman, la lámina dental se
distingue del borde aboral (caudal) que forma el esqueleto óseo en el que se
implantan los dientes.
Por otro lado, el Fgf8, en altas concentraciones, estimula la expresión de los
genes codificantes de las proteínas factor de transcripción Lhx6/7 en las células
de la región dorsal; por el contrario, en bajas concentraciones estimula la
expresión de la proteína factor de transcripción Goosecoid, en la región ventral.
Este factor de transcripción participa en la condrogénesis craneofacial.

458. 458
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SC 13.6. El patterning de la región craneofacial II. Factores de transcripción y
factores de crecimiento intervinientes. J. Halfón, V. Flores
La cresta neural es una población celular con potencia evolutiva amplia. Sus
diversos modos de evolución dependen de las interacciones que puedan
realizar con otros tejidos durante el desarrollo. La variabilidad en cuanto a los
posibles papeles de desarrollo es sobre todo llamativa en la región
correspondiente a la cresta neural craneal (SC El origen múltiple y la
pluripotencialidad del mesénquima cefálico. El mesodermo paraxil preótico y la
cresta neural craneal).
La cresta neural craneal posee dos regiones principales limitadas por el
segmento rombomérico 3 (r3). La región cefálica a r3 (región diencefálica,
mesencefálicas anterior y posterior y parte del posencéfalo, hasta r3) no
expresa factores de transcripción Hox, es comúnmente denominada Hox(-) y su
especificación es independiente de los genes Hox. La región caudal a r3 sí está
subordinada al código de factores de transcripción Hox y es denominada
Hox(+).
La cresta neural craneal cefálica Hox(-) ha sido designada cresta neural
esqueletogénica facial ya que origina la mayor parte del cartílago y huesos
membranosos de la cara y mandíbula y región frontal del cráneo. La extirpación
completa de la cresta neural craneal Hox(-) deriva en la ausencia del esqueleto
facial indicando que esta capacidad está restringida a la zona Hox(-) y que la
cresta neural Hox-positiva no posee capacidad esqueletogénica facial.
Por otro lado, también se ha mostrado experimentalmente que la cresta neural
craneal Hox(-) se comporta como una población celular equipotente (potencia
evolutiva equivalente). La extirpación de la mayor parte de la cresta neural
Hox(-) no conduce a fallas en el desarrollo craneofacial, siempre que se deje
alguna porción remanente de ella. Esto indica que cualquier porción

459. 459
remanente de la cresta neural craneal Hox(-) es capaz de generar los
componentes esqueléticos y conectivos que hubieran sido formados por la
porción extirpada.
La proteína factor de crecimiento Fgf-8 está involucrada en las interacciones
epitelio- mesenquimáticas que ocurren durante el desarrollo de la región
craneofacial. Por un lado la cresta neural craneal Hox(-) estimula y mantiene la
expresión de Fgf-8 por parte del ectodermo de la región de la cresta neural
anterior o ANR (Anterior Neural Ridge) y, por otro lado, el propio desarrollo de
la cresta neural craneal Hox(-) es dependiente de Fgf-8.
La extirpación de la cresta neural Hox(-) reduce la expresión de Fgf8 en el
ectodermo de la región cefálica. Pero, la extirpación de la cresta neural craneal
Hox(-) acompañada de la aplicación de Fgf8 exógeno, en el territorio del 1.er
arco branquial, permite que la población celular del segmento de r3 regenere
buena parte del esqueleto facial.
Por el contrario, algunos experimentos de sobreexpresión de genes Hox en la
región Hox(-) negativa hacen que dicha región pierda la capacidad
esqueletogénica facial.
Al parecer, el factor de crecimiento Fgf-8 estimula la expresión de las proteínas
factores de transcripción Ptx1 y Lhx6 que se expresan específicamente en la
región del 1.er
arco faríngeo.
La porción de cresta neural craneal que forma el 2.º arco faríngeo y que origina
las estructuras óseas del oído medio y el hioides expresa la proteína factor de
transcripción Hoxa2. Este factor está involucrado en el establecimiento de la
identidad del 2.º arco. En ausencia de expresión de esta proteína, las células del
2.º arco modifican su desarrollo y originan derivados típicos del 1.er
arco. Por
otro lado, la expresión ectópica de este factor de transcripción en la región
correspondiente al 1.er
arco hace que estas células originen derivados del 2.º
arco. Como consecuencia de estos resultados se ha propuesto que en la región
mencionada existe un programa de desarrollo que por omisión de Hoxa2
evoluciona en sentido del 1.er
arco faríngeo pero que ante la expresión de
Hoxa2 adquiere el desarrollo correspondiente al 2.º arco.
El factor de transcripción Hoxa2 antagoniza la acción del Fgf8 reprimiendo la
expresión de los factores de transcripción Ptx1 y Lhx6 que contribuyen a
establecer la identidad del 1.er
arco. El factor Hoxa2 también inhibe la expresión
del factor de transcripción Sox9 que participa en la diferenciación del cartílago.
Por otro lado, Hoxa2 también estimula la expresión de la proteína factor de

460. 460
transcripción goosecoid, que es típica del 2.º arco. De esta manera, la formación
de los derivados del 2.º arco requeriría que Hoxa2 inhiba el potencial
esqueletogénico facial y module espacial y temporalmente la proliferación y
diferenciación de la cresta neural.
La proteína factor de transcripción Otx2 se expresa en las células de la cresta
neural craneal que forman el mesénquima de la prominencia frontonasal y en
las de la cresta neural mesencefálica que forman el 1.er
arco faríngeo. El
mesénquima del 1.er
arco tiene dos componentes: su región ventral está
integrada por células provenientes de la cresta neural mencionada que expresa
Otx2; la porción dorsal de dicho arco es de origen rombomérico
(prosencefálico). En las mutaciones de Hoxa2, la transformación del 2.º arco en
1.er
arco se limita a las estructuras dorsales. Ello indica que en la región ventral
prevalece la especificación asignada por la expresión adicional de Otx2.
Los segmentos de la cresta neural que forman el 3.er
arco expresan genes Hox
de los grupos 2 y 3. Este arco contribuye con menos células a la formación del
esqueleto cervical. La cresta neural troncal, que expresa genes Hox más
posteriores, no genera estructuras esqueléticas.
Bibliografía
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461. 461

462. 462
SC 14.1. Vías de señalización y factores de transcripción involucrados en la
compartimentalización del somita y su ulterior evolución. V. Flores
SC 14.2. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético I.
Asignación de información posicional y programación temporoespacial de la
morfohistogénesis. V. Flores, M. Rapacioli
SC 14.3. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético II. La
asignación de información posicional a lo largo del eje próximo-distal. V. Flores
SC 14.4. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético III. La
asignación de información posicional a lo largo del eje cefálo-caudal
)anteroposterior). V. Flores
SC 14.5. El papel del mesodermo en las interacciones epitelio-mesenquimáticas
(Int e–m) durante el desarrollo de la piel. El patterning progresivo de la piel. V.
Flores, M. Rapacioli
SC 14.6. El micropatterning y la morfogénesis de los órganos anexos cutáneos. La
distribución y la inclinación pilosa son manifestaciones de polaridad planar. M.
Rapacioli
SC 14.7. Factores de crecimiento y de transcripción involucrados en la formación
de anexos cutáneos. M. Rapacioli
SC 14.1. Vías de señalización y factores de transcripción involucrados en la
compartimentalización del somita y su ulterior evolución. V. Flores
Los somitas se hallan sometidos a redes de señalización espacialmente
organizadas que influyen diferentemente sobre las células de sus distintas
regiones. Ello hace que un somita posea compartimentos o dominios celulares
diferentemente especificados que cumplen distintas funciones de desarrollo
(esclerotomo, miotomo, dermatomo, sindetomo, etc.).
Una vez que el somita madura, las células de sus diferentes regiones realizan
diferentes tipos de comportamientos y migran a diferentes regiones corporales.
Este proceso de migración está precedido de una T e-m que las regiones del
somita sufren en distintos momentos.

463. 463
La compartimentalización del somita depende de la acción de señales
provenientes de centros organizadores de posición dorsal, ventral, medial y
lateral que habitualmente poseen efectos contrapuestos. La figura SC 14-1-1.
ilustra la complejidad y la organización espacial de la red de señalización
involucrada en la compartimentación del somita.
Fig. SC 14-1-1. Ilustra las principales poblaciones celulares que conforman el
“entorno” del mesodermo paraxil y que actúan como las poblaciones celulares
organizadoras que generan la red de señalización celular que instalan el
patterning de los somitas. Las flechas indican las diversas influencias locales
recibidas por las células de las diversas regiones del somita. Véase descripción
en el texto.
El patrón morfogenético D-V es instalado interactivamente entre la señalización
vía Wnt (desde el ectodermo superficial dorsal y el tubo neural dorsal) y la
señalización vía Shh y Noggin (desde el mesodermo axil ventral).
El patrón morfogenético M-L es instalado interactivamente entre la señalización
vía Shh proveniente de la notocorda y placa basal del tubo neural y la
señalización vía Bmp proveniente del mesodermo somatopleural.

464. 464
Estas distintas influencias hacen que en el somita aparezcan regiones
diferentemente especificadas.
La especificación del esclerotomo. El esclerotomo es especificado por varias
señales mediales y ventrales provenientes de la notocorda y placa del piso del
tubo neural. Depende principalmente de la activación de la vía Shh que
promueve, o al menos mantiene, la expresión del factor de transcripción Pax1.
Otro blanco de la vía Shh es el factor de transcripción Pax9 que también se
expresa en el esclerotomo. La activación de la vía Shh también contribuye al
patterning D-V inhibiendo la expresión de factores de transcripción dorsales
como Pax3, Pax7 y MyoD que se expresan en el dorso (dermatomiotomo).
La especificación del dermatomiotomo. La especificación del dermatomiotomo
requiere la proteína señal Wnt proveniente del ectodermo y del tubo neural
dorsales que estimulan la expresión de los factores de transcripción Pax3, Pax7 y
Paraxis. El dermatomiotomo luego se segrega, debido a influencias adicionales,
en miotomo y dermatomo.
La especificación del dermatomo. La especificación del dermatomo dependería,
por un lado, de la proteína señal neurotrofina que es secretada por la placa del
techo del tubo neural y que estimula la expresión del factor de transcripción
Pax3 y, por otro, de la señal Bmp4 secretada por el ectodermo adyacente. Una
vez especificado por la acción de dichas señales se inicia la migración de las
células del dermatomo que recubre la superficie basal del ectodermo de la
región dorsal. Estas células ulteriormente se diferenciarán en el tejido conectivo
de la dermis dorsal.
La especificación del miotomo. La especificación del miotomo involucra, por un
lado, a) su especificación en sentido muscular, por otro, b) su especificación
como epímero o hipómero y, además, sufren luego una c) T e-m que permite su
segregación o desprendimiento desde el dermomiotomo y los convierte en
mioblastos proliferantes migratorios.
La región del labio dorsal-medial o epiaxial del dermomiotomo, debido a la
acción de las señales dorsales mencionadas, expresa tempranamente factores
de transcripción miogénicos de la familia MyoD de cuya expresión depende, al
parecer, su especificación como epímero (subpoblación precursora de
mioblastos que originan músculos dorsales o extensores del raquis). Por otro
lado, la región del labio ventral-lateral o hipoaxial del dermomiotomo, con el
concurso de la activación de la vía de señalización del Bmp, secretado a partir
del mesodermo somatopleural, se especifica en hipómero (subpoblación
precursora de mioblastos que forman los músculos anterolaterales [flexores del

465. 465
raquis, los de los miembros, el diafragma y la lengua]). El mesodermo
somatopleural también secreta el factor de crecimiento fibroblástico 5 o Fgf5.
El efecto de la estimulación del miotomo por el mesodermo somatopleural, por
un lado, retarda la expresión de los factores de transcripción miogénicos del
tipo MyoD (que se expresan tempranamente en el dorso) y, por otro, estimula
la expresión de la proteína receptor c-met. Este receptor habilita a las células
que lo expresan a responder al factor de crecimiento de hepatocito (Hgf/Sf) que
estimula su migración. Esta proteína señal es emitida por el mesénquima del
esbozo de miembro. Así, estas señales serían las responsables de estimular la
expansión proliferativa y migratoria de las células del hipómero hacia la
somatopleura y hacia los esbozos de los miembros.
El proceso de migración dirigida de los mioblastos embrionarios, antes de
iniciar su diferenciación, requiere una T e-m previa y una amplificación y
expansión proliferativa de la población. En la estimulación de esta expansión
proliferativa participan también las proteínas señal factores de crecimiento
fibroblástico y transformante tipo beta (Fgf y Tgf-β).
Cuando los mioblastos cesan su proliferación y se transforman en mioblastos
posmitóticos, inician la síntesis de los factores de transcripción miogénicos del
tipo MyoD. Estos factores de transcripción inician una cascada de expresión de
diversas proteínas que permiten el avance a través de las diferentes fases de la
citodiferenciación del miocito esquelético. Los factores de transcripción MyoD
tienen como función modificar el patrón de actividad génica de modo que ésta
sea, en sucesivos pasos, dirigida a la activación de los genes necesarios para la
síntesis de las diversas proteínas específicas del miocito. Los factores de
transcripción miogénicos son a su vez modulados por otras proteínas que
exacerban o disminuyen su actividad.
Además de estos hechos, vinculados a la citodiferenciación, también se pone
en juego la expresión de otros genes del tipo Hox, involucrados en la
organización espacial de la diferenciación de los diversos grupos musculares
del cuerpo. Los factores de transcripción Hoxa-11 y 13 se hallan involucrados en
la represión transitoria de MyoD durante el desarrollo temprano de los
músculos de las extremidades.
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signaling in somite development. Ann Anat 190 (3): 208-22.
SC 14.2. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético I.
Asignación de información posicional y programación temporoespacial de la
morfohistogénesis. V. Flores, M. Rapacioli
El esbozo de miembro aparece hacia el final del período somítico (en la especie
humana, durante la 5ª SD) como una pequeña prominencia en la región lateral
del embrión. Dicha prominencia está formada por un acúmulo de células
mesodérmicas revestidas por el ectodermo epidérmico. En el ectodermo del
extremo distal del esbozo se forma tempranamente un engrosamiento lineal,
denominado cresta apical ectodérmica (Cae), a lo largo del límite entre las
superficies dorsal y ventral del esbozo. Luego se produce la elongación del
esbozo, demarcándose en él dos zonas que, en el caso del miembro superior,
corresponden a la mano (la distal) y al brazo (la proximal).
En el mesénquima del esbozo se distinguen una zona externa, compacta y
pobremente vascularizada, y una zona central laxa. Cuando el esbozo crece en
longitud, la parte central se transforma en una condensación mesenquimática
que indica el inicio de la formación de cartílago. La formación de
condensaciones mesenquimáticas progresa en sentido distal hasta la aparición
de los precursores cartilaginosos de los dedos de la mano. El desarrollo
subsiguiente incluye la formación de los huesos, el crecimiento de éstos en
longitud (por adición epifisaria), el crecimiento de los dedos, la pérdida de
tejido interdigital, etc., hasta la diferenciación de todas las regiones del
miembro. Durante este proceso, el esbozo de miembro es invadido por otros
tejidos (mioblastos, nervios, vasos, etc.).
El esbozo de miembro, un modelo de campo morfogenético. El esbozo de
miembro, en el momento de su formación, posee propiedades de campo
morfogenético (SC El patrón como sistema de referencia que asigna
información posicional dentro de un campo. El modelo de la bandera francesa;
SC 3.4. Concepto de campo morfogenético). Entre estas propiedades se
cuentan las siguientes:
a) Es autodiferenciante, es decir, posee la capacidad de elaborar su patrón de
organización estructural básico en forma independiente de las otras
estructuras. El esbozo de miembro trasplantado a otra región del embrión o a
un medio de cultivo, se desarrolla y forma la estructura completa. Ello indica

467. 467
que en él radican los elementos informativos y estructurales necesarios para
desarrollar, interactivamente, la estructura completa.
b) Posee capacidad regulativa, vale decir, capacidad para formar una estructura
completa ante excesos o déficits en las poblaciones celulares que lo componen.
El esbozo de miembro se comporta como un sistema de regulación hasta un
estado del desarrollo relativamente tardío. Algunos experimentos realizados en
el embrión de pollo (estados 19-20) en los que se elimina 30- 80% del
mesénquima del centro del esbozo miembro, dan como resultado miembros
normales. Otros experimentos similares realizados desde el estado 22 en
adelante dan como resultado miembros con diversos déficits. A medida que
avanza el desarrollo, la capacidad regulativa disminuye (para la lectura
detallada de estos experimentos véanse referencias:
- Zwilling E. (1961). Limb morphogenesis. Advan Morphogenesis 1:301-30. -
Bodemer C. (1968); Inductive Interactions and Progressive Determination. In:
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primordia of 2-day chick embryos. J Exp Zool 77:379-99. - Hampé A. (1959).
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deficiencies and excesses in the feet of chick embryos. Arch Anat Microsc
Morphol Exp 48:345-478. - Amprino R, Camosso M. (1959). On the role of the
"apical ridge" in the development of the chick embryo limb bud. Acta Anat
(Basel) 38:280-8. - Saunders JW Jr. (1948). The proximo-distal sequence of
origin of the parts of the chick wing and the role of the ectoderm. J Exp Zool
108(3):363-403.
La capacidad regulativa tiende a la formación de una estructura completa y
armónica. Si experimentalmente se divide un esbozo de miembro inferior en
tres porciones (proximal, media y distal), la porción media, cultivada en la
membrana corioalantoidea, origina una articulación femorotibial. Si las
porciones proximal y distal se fusionan, ambas forman un miembro con
articulación femorotibial, aunque sin peroné. Estos resultados se obtienen sólo
durante un período de tiempo.
c) El esbozo de miembro experimenta un proceso de determinación progresiva,
vale decir, sus distintas regiones se van determinando y diferenciando
gradualmente en el tiempo.
La Cae situada en el extremo distal del miembro es esencial para su desarrollo.
Si se extirpa la Cae, el desarrollo del miembro se detiene. El resultado de la
eliminación de la Cae depende del momento en que se realiza la extirpación.

468. 468
Cuanto más temprano se realiza la extirpación mayor es la cantidad de
regiones faltantes. Vale decir, cuanto más tarde se elimina la Cae, más
segmentos posee el miembro terminalmente desarrollado. Esto sugiere que las
estructuras se determinan y desarrollan según una secuencia temporal y
próximo-distal.
Los miembros superiores e inferiores son entidades diferentes. A su vez, cada
uno de ellos está compuesto por varias regiones anatómicamente diferentes.
Sin embargo, los tejidos y los tipos celulares que los constituyen son los mismos.
Ello implica que los procesos de determinación celular y citodiferenciación
involucrados en el desarrollo son básicamente similares. Así, una explicación de
las diferencias estructurales entre miembros superiores e inferiores o de las
diferencias entre sus regiones no se funda en diferencias en la
citodiferenciación sino en el modo como los procesos de determinación y
diferenciación se organizan en el espacio. Dicho fenómeno se denomina
“patterning” y depende del modo como los CCD se organizan temporal y
espacialmente. Ello implica que el proceso de patterning se ejecuta
diferentemente en cada miembro y en cada una de sus diferentes regiones.
La existencia de un patterning remite a la existencia de procesos de control
epigenético, tanto temporales como espaciales, de los CCD. El proceso de
patterning, en consecuencia, requiere sistemas de referencia espacial y
temporal que regulan la operación organizada de las combinatorias de CCD
involucrados en el desarrollo de una cierta estructura.
Se ha propuesto que el patterning es un proceso multipaso que implicaría
varias fases:
a) Constitución del esbozo o campo morfogenético de la estructura global, en
este caso, el campo del miembro superior o inferior. En esta fase se asocian las
poblaciones mesenquimáticas y ectodérmicas que constituyen el campo y,
como consecuencia de procesos de señalización instalados por poblaciones
organizadoras exteriores al campo, éste se determina. La determinación se
refiere al nivel de organización correspondiente al “miembro”, pero no a sus
niveles subalternos (regiones y subregiones del miembro).
b) La formación del esbozo de miembro implica también la constitución de 1)
subpoblaciones celulares con función informativa (integran centros
señalizadores internos del esbozo de miembro, como la zona de actividad
polarizante [zAP]) y 2) la subpoblación con función estructural (células sensibles
a las señales generadas dentro del campo y que elaboran su estructura).

469. 469
c) Instalación del pattern o gradiente de morfógeno y asignación de información
de posición. Este es un proceso de señalización celular espacialmente
organizado por medio del cual, por un lado, las células informativas (de los
centros señalizadores del campo) generan gradientes de morfógenos y, por
otro, las células con función estructural, que ocupan diferentes posiciones
dentro del campo, vale decir, sometidas a diferentes concentraciones de
morfógeno, adquieren la propiedad denominada información posicional.
d) La adquisición de información posicional implica experimentar diferentes
tipos de reprogramaciones epigenéticas (especificaciones lábiles) que habilitan,
a las células que ocupan diferentes posiciones del campo, a ejecutar diferentes
modos de organización de los CCD que participan de la morfogénesis y la
histogénesis. La adquisición de diferente información posicional (en distintas
regiones del esbozo) implica que las células diferentemente posicionadas, pese
a retener transitoriamente similar potencia citogenética, son no equivalentes en
el sentido de que ejecutarán diferentemente los procesos morfogenéticos e
histogenéticos y, en consecuencia, generarán diferencias estructurales
regionales en el miembro.
e) Finalmente, las subpoblaciones celulares no equivalentes, diferentemente
posicionadas en el campo, sufren un proceso de determinación. Vale decir, las
reprogramaciones epigenéticas sufridas son fijadas irreversiblemente. En dicho
momento, el campo deja de existir como tal y pasa a constituirse como un
sistema mosaico.
f) El paso final consiste en ejecutar los procesos de morfogénesis e histogénesis
acordes con las programaciones del desarrollo determinadas para cada región
y, en consecuencia, la elaboración de los diferentes niveles de organización del
fenotipo del miembro. Durante esta fase, el pattern informativo inicial y las
diferencias en la información posicional del campo, se “traducen” en el patrón
de organización estructural típico de cada región.
Desde el punto de vista filogenético, una de las implicaciones teóricas del
modelo de establecimiento de patrones basado en asignación de información
de posición por medio de gradientes de morfógenos, es que esta estrategia
parece hallarse bastante difundida en la naturaleza. Así, no sólo las estrategias
sino también las señales que participan en el establecimiento del patrón de
esbozos de miembro en general podrían ser eficaces y compartidas entre
diferentes especies, aun relativamente poco emparentadas. Las diferencias
anatómicas entre miembros de distintas especies se deberían a diferentes
modos de interpretar una misma señal simple con función morfogenética.
Algunos experimentos en los que se han realizado trasplantes de zAP entre

470. 470
distintas especies de vertebrados han demostrado que la zAP de una especie
puede ser biológicamente eficaz en otra especie. En los vertebrados, la señal
parece ser la misma y lo que ha cambiado durante la evolución es, al parecer, el
modo de ejecutar la respuesta a la señal.
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SC 14.3. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético II. La
asignación de información posicional a lo largo del eje próximo-distal. V. Flores
Existen resultados experimentales que pueden ser interpretados en el sentido
de que la organización espacial de los procesos involucrados en la
morfogénesis e histogénesis del esbozo de miembro se realiza sobre la base de
al menos tres sistemas de referencia espacial. Cada uno de ellos se vincularía a
los tres ejes del espacio que habitualmente se utilizan como referencia para
describir los miembros: a) un eje próximo distal (de hombro a punta de los
dedos), b) un eje céfalo-caudal o anteroposterior (de dedo pulgar [primer
dedo] a dedo meñique [quinto dedo]) y c) un eje dorso-ventral (de dorso a
palma de la mano).
De acuerdo con esto, se podría suponer que la morfohistogénesis en el esbozo
de la extremidad se organiza sobre la base de CCD que se hallan sometidos a
un sistema de referencia espacial que tendría las características de un sistema
tridimensional de coordenadas ortogonales. La información disponible sugiere
que esto no es necesariamente así sino que la información posicional es
asignada de un modo más simple, como si la información referida a los tres ejes
mencionados fueran asignados por tres sistemas de referencia lineales o
unidimensionales, con modalidades diferentes de asignación de información
posicional.
El crecimiento en longitud del miembro en gran medida depende de la
actividad proliferativa de las poblaciones celulares mesenquimáticas y
ectodérmicas que ocupan la región distal del miembro. La actividad
proliferativa en dicha región va generando subpoblaciones de células que se

471. 471
van agregando al extremo distal del miembro en crecimiento en función del
tiempo. Por tal motivo a dicha región se la denomina zona de crecimiento. Esa
zona está ocupada por una población celular mesenquimática autorrenovante,
denominada zona de progreso (zP), que se halla envuelta por una placoda o
engrosamiento ectodérmico denominado cresta apical ectodérmica (Cae). El
mantenimiento de ambas poblaciones se realiza interactivamente por medio
de procesos de señalización celular recíproca entre ambas. Por un lado, la
formación de la Cae depende de señales generadas en la zP y, por otro, la Cae
mantiene a la zP. La zP ocupa una región espacial discoidal, de sólo unos 300
micrómetros, restringida la zona subectodérmica de la Cae. Su extensión
depende del alcance (zona de influencia o rango de acción) de las señales
generadas en la Cae.
Se postula la siguiente sucesión de interacciones (Fig. SC 14-3-1):
Fig. SC 14-3-1. A. Inducción de la Cae en la región ventral del anillo
ectodérmico. B. Aparición de la zAP y fase de crecimiento del esbozo. C. Fase de
finalización del mantenimiento de la Cae y la zAP. En todos los casos se indican
las principales vías de señalización y algunos de los principales factores de
transcripción que son potenciales efectores de dichas vías. Descripción en el
texto.
Inducción de la Cae en la región ventral del anillo ectodérmico. El Fgf10
secretado por el mesénquima promueve en el ectodermo la expresión de
Wnt3. La activación de la vía Wnt3/Beta catenina estimula la expresión del Fgf8
en el ectodermo. El Fgf8 promueve la expresión de Fgf10 en el mesénquima y
así se constituye un circuito retroalimentación positiva (estimulación recíproca).
La formación de la Cae requiere, además, la acción de la Bmp secretada por el
mesénquima y el ectodermo ventral.

472. 472
Aparición de la zona de actividad polarizante (zAP) y fase de crecimiento del
esbozo. En la constitución de la zAP (véase SC 14.4. El esbozo de miembro
como modelo de campo morfogenético III. La asignación de información
posicional a lo largo del eje cefálo-caudal (anteroposterior)) participan Fgfs
secretados por la Cae y factores de transcripción dHand, Hoxd y Hox8b. La zAP
secreta Shh que estimula la expresión de factores de transcripción que
mantienen la expresión del Fgf10 y de la proteína gremlina 1 (Grem1). Así,
durante la fase de crecimiento del esbozo, por un lado, se mantiene el ciclo de
estimulación recíproca entre Fgf10 y Fgf8 y, por otro, se crea un ciclo de
retroalimentación positiva (estimulación recíproca) entre la Cae y la zAP que se
mantienen mutuamente. Además se bloquea la acción de la Bmp, que inhibiría
a los Fgf de la Cae.
Fase de finalización del mantenimiento de la Cae y la zAP. Hacia el final del
desarrollo del esbozo, la alta actividad de los Fgf sobrepasaría un umbral e
inhibiría, directa o indirectamente, la actividad de la gremlina. Así, las Bmp
inhibirían la acción de los Fgf de la Cae. Ésta involucionaría y ya no mantendría
a la zAP. Otra hipótesis postula que las Bmp estimularían la expresión del factor
de transcripción Tbx y que éste inhibiría la expresión de la proteína gremlina.
Algunos datos experimentales indican que el proceso de asignación de
información posicional a lo largo del eje próximo-distal está asociado a la
generación, en forma sucesiva, de las subpoblaciones celulares que integrarán
las diferentes regiones del miembro desde la zona proximal (hombro) a la distal
(extremo digital). Esta asignación se establecería en forma dependiente del
tiempo de permanencia de las células en la zP.
En la zona de crecimiento del miembro existen señales correspondientes a vías
de señalización que posibilitan que las células de dicha región, por un lado,
mantengan una intensa actividad proliferativa asimétrica y, por otro,
experimenten sucesivas reprogramaciones epigenéticas.
El mecanismo que se propone es el siguiente (Fig. SC 14-3-2):

473. 473
Fig. SC 14-3-2. Modelo de asignación de información posicional a lo largo del
eje próximo-distal. Las diferentes zonas del eje próximo-distal (A, B y C) van
pasando por diferentes estados: 1) de programación/reprogramación, 2) de
especificación o programación lábil y 3) de determinación o programación fija.
Descripción en el texto.
a) Dada la intensa actividad proliferativa en la zP, esta población se halla en
expansión permanente y ocupa un espacio cada vez mayor.
b) Dado que las características que definen la zP dependen de fenómenos de
señalización que operan exclusivamente en la zona de interacción con la Cae,
las células que adquieren posiciones que van más allá de dicho rango de acción
pueden ser consideradas como células que abandonan la zP.
c) De esta forma, diversas subpoblaciones celulares abandonan la zP en función
del tiempo o en función del número de ciclos proliferativos. Naturalmente, las
células que abandonan la zP tempranamente generan regiones del miembro
que son proximales con respecto a las regiones generadas por células que
abandonan la zP en períodos más tardíos.
d) Las células que sucesivamente, en función del tiempo, abandonan la zP
quedan fuera del rango de acción de las señales que regulan sus funciones de
desarrollo, en consecuencia: modifican su dinámica proliferativa y quedan con
la programación epigenética correspondiente al momento en que
abandonaron la zP.
e) De las diferentes programaciones epigenéticas con la que las células
abandonan la zP dependen los diferentes procesos morfohistogenéticos de las

474. 474
regiones correspondientes a diferentes posiciones del eje próximo-distal.
Cuando las células abandonan la zP, dicha programación es lábil, vale decir, las
células pueden ser reprogramables, pero pasado cierto tiempo, o llegado a una
cierta distancia respecto de la zP, el programa queda fijo en forma irreversible.
De esta forma se determinan en forma sucesiva en el tiempo las subpoblaciones
celulares que generan las diversas regiones correspondientes al eje próximo-
distal.
Debido al modo como ocurren los procesos descritos en los puntos “a” a “e”, se
propone que la determinación de regiones a lo largo del eje próximo  distal
depende de un proceso de asignación de información posicional dependiente
del tiempo de permanencia de las células en la zP. Debido a ello se establece
que el proceso de determinación es progresivo, vale decir, no se determinan
todas las regiones del eje simultáneamente, sino que progresa en función del
tiempo siguiendo la asimetría próximo  distal.
Así, la asignación de información de posición referida al eje próximo-distal
tendría lugar sólo dentro de la zP y las células que la abandonan, en
condiciones normales, ya no se reprograman. De esta forma, las células
mesenquimáticas que inicialmente ocupan el esbozo, luego de los primeros
ciclos proliferativos quedan fuera de la zP y forman la región que articula el
miembro con el tronco (hombro o cintura escapulohumeral). Las que a
continuación abandonan la zP forman el brazo, luego el antebrazo, y así
sucesivamente hasta completarse las programaciones correspondientes a cada
una de las regiones anatómicamente distinguibles a lo largo del eje próximo-
distal.
El modo como se estructuran los eventos de desarrollo descritos más arriba
explicaría cómo la eliminación de la Cae, y la consiguiente desaparición de la zP,
deriva en una interrupción del desarrollo y de la formación de las sucesivas
regiones del miembro. Al eliminarse las poblaciones mencionadas disminuye la
proliferación y cesan las sucesivas reprogramaciones que sólo ocurren en la zP.
El comportamiento arriba descrito también explica cómo, cuando se extirpa la
zP de un esbozo “joven” (en el que sólo se ha determinado el segmento
proximal 1 y en su lugar se trasplanta la zP de un esbozo viejo en el que ya se
han determinado los segmentos 1, 2 y 3, el desarrollo del esbozo del miembro
continúa con la formación de las células correspondientes a los segmentos 4 y
los más distales. Vale decir, el resultado es la formación de un miembro con una
“discontinuidad anatómica” resultante del hecho de que faltan los segmentos
que hubieran sido especificados por la zP del esbozo “joven”. Tal

475. 475
discontinuidad anatómica resulta de la “discontinuidad en los valores de
información de posición” instalada por el trasplante.
El comportamiento descrito en los puntos “a” a “e” explica también el resultado
obtenido en el experimento inverso: eliminación de la zP de un esbozo de
miembro “viejo” (en el que ya se ha asignado la información de posición
correspondiente a los segmentos 1, 2, y 3 y su reemplazo por la zP de un
esbozo “joven”, en el que recién se ha asignado la información de posición
correspondiente al segmento proximal 1. En este caso, el resultado del
intercambio de las zP lleva a la formación de un miembro con una duplicación
de algunas regiones del eje próximo-distal: los segmentos 2 y 3 se hallan
repetidos debido a que la información de posición necesaria para su formación
se ha asignado dos veces.
Estos resultados confirman que la asignación de información de posición a lo
largo del eje pd depende de interacciones de corto rango de alcance y
reprogramaciones que se producen autónomamente en las células de la zP. No
se detecta acción alguna de las células mesenquimáticas que ya han
abandonado la zP sobre las células de esta última. Vale decir, la zP realiza
sucesivas reprogramaciones epigenéticas, en función del tiempo, en forma
autónoma, independientemente de los tejidos que ya se han determinado o de
los que falta determinar.
Existen algunos resultados experimentales clásicos de irradiación de esbozos de
miembros seguidos de trasplantes que también darían sustento al modelo
planteado. La irradiación de esbozos de miembros, con dosis subletales de
raxos X, seguidos de su trasplante a embriones no irradiados, da lugar a
miembros en los que faltan segmentos proximales y desarrollo normal de los
distales. En estos experimentos se constata que la extensión de la región
proximal faltante se relaciona con la intensidad de la dosis de radiación: cuanto
mayor es la dosis de radiación mayor es el número de segmentos proximales
faltantes. Una interpretación de estos resultados propone que la radiación
eliminaría un cierto porcentaje de células de la zP y que a mayor dosis de
radiación se produciría porcentaje mayor de muerte celular. En estas
circunstancias, las células sobrevivientes deberían, primero, a) repoblar la zP
hasta alcanzar el tamaño normal y luego b) abandonar la zP con una
información de posición “más vieja” que la que hubieran recibido en
condiciones normales. Así, cuanto mayor es la dosis de radiación, menor es el
número de células sobrevivientes y mayor el número de ciclos proliferativos y el
tiempo de permanencia de las células en la zP. De esta forma, faltarían los
segmentos proximales cuyas reprogramaciones ocurren durante el período de

476. 476
tiempo en el que ninguna célula abandona la zP y, las que salen de la zP ya lo
hacen con información correspondiente a los más distales.
El modelo descrito proporciona algunas pistas sobre la posible patogenia de
ciertas malformaciones congénitas de las extremidades como por ejemplo la
focomelia. La droga talidomida administrada a una mujer gestante causa
focomelia, entre otras anormalidades. Se desconoce su modo de acción, pero
estos resultados sugieren que de alguna manera podría actuar de manera
similar a la radiación destruyendo las células del esbozo temprano de la
extremidad.
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SC 14.4. El esbozo de miembro como modelo de campo morfogenético III. La
asignación de información posicional a lo largo del eje cefálo-caudal
(anteroposterior). V. Flores
Los esbozos de los miembros, tanto anteriores como posteriores, se constituyen
por medio de la asociación del mesénquima somatopleural con el ectodermo.
Varios datos indican que, de los dos componentes del esbozo, el que primero
adquiere la especificidad de esbozo de miembro es el mesénquima
somatopleural. Tal especificidad es adquirida como consecuencia de señales
originadas en poblaciones celulares circundantes a las regiones en las que los
esbozos se forman.
Los sitios de formación de los esbozos superiores e inferiores están definidos
con bastante precisión: a) ocupan una zona definida del eje céfalo-caudal del
embrión y b) a lo largo de la zona frontera entre las regiones dorsal y ventral
del embrión. El mesénquima del esbozo, una vez asignada la identidad de
componente del miembro, prolifera activamente y el esbozo sobresale, como
una pequeña prominencia, a lo largo del borde mencionado.
La adquisición del carácter de “mesénquima del esbozo de miembro” produce,
como manifestaciones más tempranas, a) un cambio en la actividad
proliferativa y b) la adquisición de la capacidad de “inducir”, en el ectodermo

477. 477
suprayacente la formación de una placoda ectodérmica. Dicha placoda ocupa,
durante todo el desarrollo del miembro, el extremo distal o apical del esbozo.
Debido a ello, recibe el nombre de cresta apical ectodérmica (Cae). La Cae se
ubica como un engrosamiento lineal del extremo del esbozo, a lo largo de la
frontera entre las superficies dorsal y ventral de éste.
La adquisición de identidad, por parte del mesénquima y la inducción de la Cae,
en el ectodermo, constituyen las primeras manifestaciones del inicio de las
interacciones necesarias para el desarrollo del miembro. Dichas interacciones se
mantienen hasta que quedan constituidas todas las poblaciones celulares con
la información de posición necesaria para formar todas las regiones anatómicas
del miembro. Si tales interacciones son interrumpidas experimentalmente, por
eliminación de alguno de los dos componentes (por ejemplo: extirpación de la
Cae), el crecimiento del miembro y la formación de sus diferentes regiones se
detiene.
La asignación de información de posición referida al desarrollo del miembro es
un fenómeno que requiere la instalación de al menos tres polaridades: las
correspondientes a los tres ejes anatómicos sobre la base de los cuales se
organizan los tejidos (SC 14.2. El esbozo de miembro como modelo de campo
morfogenético I. Asignación de información posicional y programación
temporoespacial de la morfohistogénesis; SC 14.3. El esbozo de miembro como
modelo de campo morfogenético II. La asignación de información posicional a
lo largo del eje próximo-distal). En esta síntesis nos ocuparemos
específicamente de algunos resultados experimentales que aclaran algunos
aspectos sobre cómo se instala la polaridad cf-cd y cómo se asigna información
de posición a lo largo de dicho eje espacial.
Un modelo muy difundido para el análisis de este fenómeno es el esbozo del
ala (miembro superior) del embrión de pollo y la formación de los dedos que se
distribuyen, precisamente a lo largo del eje cf-cd. Tal eje, en el caso de la mano
humana, se extiende desde el pulgar al meñique.
En la región caudal del borde apical del esbozo ‒a lo largo del cual se halla la
Cae‒ del ala del pollo se ha detectado la existencia de una pequeña población
celular que, al ser extirpada, o ser trasplantada a una región alejada del
extremo del esbozo, determina que no se formen los dedos. Varios resultados
experimentales indican que dicha región, denominada zona de actividad
polarizante (zAP) debido a que instala la polaridad cfcd, es un centro
señalizador que genera gradiente(s) de morfógeno(s).

478. 478
El gradiente de morfógeno instalado por la zAP sería la entidad informativa
que asigna la información de posición referida a la especificación de los
diferentes dedos a lo largo del eje cf-cd. Así, tal asignación dependería de la
distancia, o la posición, que ocupan las células del campo respecto de la zAP o,
mejor, de la concentración de morfógeno a la cual se hallan sometidas las
células que ocupan diferentes posiciones a lo largo del eje mencionado. Se
postula que la zAP produce y libera un morfógeno que, distribuyéndose en
forma de gradiente, proporciona el mecanismo para el establecimiento de
valores de información a lo largo del eje cf-cd. Según este modelo, los distintos
dedos estarían especificados por distintos umbrales al factor morfógeno.
En el pollo, los dedos son designados con los números 2, 3 y 4. El dedo 4 es el
que se halla ubicado más caudalmente y, en consecuencia, su esbozo es el más
próximo a la zAP (Fig. SC 14-4-1).
Fig. SC 14-4-1. Ala de pollo. Esquema general que señala los elementos
cartilaginosos y los dedos (2, 3 y 4) que son marcadores idóneos para el estudio
experimental de la formación de estructuras a lo largo del eje próximo-distal y
céfalo-caudal (anteroposterior), respectivamente.
Si la información de posición se asigna en términos de diferencias en la
concentración de un morfógeno establecidas a lo largo de un gradiente
espacial, entonces la programación para la morfogénesis del dedo 4 debería
poseer el umbral más alto y la del dedo 2 el umbral más bajo (Fig. SC 14-4-2).

479. 479
Fig. SC 14-4-2. Zona de actividad polarizante (zAP): se considera que es la
fuente de un morfógeno cuyo gradiente establece la información de posición
cf-cd. La zAP ubicada normalmente en el margen caudal (posterior) del esbozo
establece un gradiente (curva de trazo continuo). Los puntos remarcados en la
curva corresponden a las diferentes concentraciones del morfógeno que
corresponden a los distintos dedos de acuerdo con el umbral propio de cada
uno de ellos. Los dedos que se forman (realizando la lectura de la margen
caudal a la cefálica) son: 4-3-2.
Con estos datos se han planteado las siguientes hipótesis:
a) Si se trasplanta una zAP adicional al borde anterior del esbozo de miembro, a
una distancia tal que el extremo del miembro esté fuera del radio de influencia

480. 480
o de acción de la zAP trasplantada, el desarrollo de los dedos debería ser
normal.
b) Si se realizan trasplantes de una zAP adicional a lugares cada vez más
cercanos al extremo del miembro, debería llegarse a un punto –la distancia a la
cual la influencia de la zAP ya afecta las células sensibles al morfógeno‒ en el
que se tendría que producir un dedo adicional o supernumerario. Este dedo
debería ser el 2 ya que su programación es la que posee un umbral más bajo. A
continuación, si la zAP se sigue acercando, el siguiente dedo debería ser el 3.
c) Si la zAP adicional es trasplantada a la región cefálica del eje cf-cd, en una
posición opuesta a la zAP propia del miembro, debería originarse una
duplicación especular de todos los dedos: los dedos deberían ordenarse del
siguiente modo: 4-3-2-2-3-4 (Fig. SC 14-4-3).

481. 481
Fig. SC 14-4-3. El injerto de una zAP adicional en la región cefálica (anterior) del
esbozo de miembro origina un gradiente diferente del normal. En la figura se
observa la curva de trazos discontinuos representando el gradiente resultante
de la actividad de la zAP normal y adicional. La curva de trazos continuos
representa el gradiente normal si no se hallara presente la zAP adicional. Los
dedos que se forman (realizando la lectura de la margen caudal a la cefálica)
son: 4-3-2-2-3-4.
d) Si se trasplanta una zAP adicional en el centro del extremo del esbozo –la
zona media del eje cf-cd– la distribución de concentraciones del morfógeno a
lo largo del borde de crecimiento debería ser tal que la secuencia de dedos,

482. 482
desde el borde cefálico al caudal, debería seguir la secuencia: 2-3-4-4-3-3-4 o,
al menos, una secuencia similar (Fig. SC 14-4-4).
Fig. SC 14-4-4. El injerto de una zAP adicional en la región central del esbozo de
miembro origina un gradiente diferente del normal. En la figura se observa la
curva de trazos discontinuos que presenta en el gráfico una porción a la
izquierda de la zAP adicional que representa el gradiente resultante de la
actividad de la zAP normal y de la adicional y otra, ubicada en la zona derecha
que representa el gradiente resultante de la actividad exclusiva de la zAP
adicional. La curva de trazo continuo representa el gradiente normal si no se
hallara presente la zAP adicional. Los dedos que se forman (realizando la
lectura de la margen caudal a la cefálica) son: 4-3-3-4-4-3-2.

483. 483
Las cuatro hipótesis planteadas en los párrafos precedentes han sido
contrastadas y validadas por los resultados experimentales obtenidos.
Algunas observaciones adicionales apoyan la idea de que la asignación de
información posicional depende de una señal graduada:
a) Si se coloca una zAP extra al lado de la zAP original, la primera no tiene
efecto aparente. Nótese que este resultado sería esperable si la zAP actuara
como fuente de un morfógeno cuya concentración se regula y permanece fija.
b) Si se produjeran modificaciones controladas en la intensidad de la señal
(concentración de morfógeno) debería alterarse, sucesivamente, la formación
de los dedos: primero el 4, luego el 3 y, finalmente, el 2. Algunos experimentos
indican la existencia de una relación dosis-respuesta entre la concentración del
factor morfógeno y la actividad morfogénica. Varios experimentos clásicos han
intentado estimar el número de células necesario para la especificación de los
dedos del ala de pollo. Se obtuvieron células de la zAP y se mezclaron con otras
células (externas a la zAP) del borde anterior del esbozo del ala y luego fueron
injertadas en la región anterior de varios esbozos de miembro. En estas
circunstancias, el dedo 4 se forma cuando el 100% de las células son de la zAP,
para la formación del dedo 3 se requiere que un 50% de las células
pertenezcan a la zAP y, con un 25% de células de la zAP es suficiente para
asignar la especificidad correspondiente el dedo 2.
c) Si se irradian zAP a diferentes dosis de radiación se produce un proceso de
muerte celular dependiente de la dosis. Si las zAP irradiadas son luego
injertadas en esbozos de miembro no irradiados, se observa que sólo las zAP
que recibieron dosis muy bajas forman los dedos 4 y 3. El dedo 2 se forma con
mayor facilidad ya que su programación morfogenética posee un umbral más
bajo.
En la actualidad se considera que la proteína señal sonic hedgehog (Shh), entre
otras, desempeña un papel importante en la señalización a partir de la zAP. La
proteína Shh se distribuye en forma de gradiente en el extremo del miembro.
Exhibe un alto nivel de actividad en el borde posterior, bajo nivel en el centro y
nulo en el borde anterior. Este gradiente de actividad morfogénica se instala en
el esbozo del ala del pollo a partir del 5.o
día (estadio 26-27 HH) del desarrollo
embrionario, un período del desarrollo equivalente al período somítico del
embrión humano.
La señal Shh es producida a lo largo del borde posterior del ala del pollo, zona
de ubicación de la zAP, y desde esa fuente difunde hacia el centro. La existencia

484. 484
de un proceso de difusión se revela por el hecho de que el perfil de la
concentración de morfógeno se altera en situaciones experimentales en las que
se interfiere con el proceso de difusión por medio de una membrana
semipermeable u otros medios.
Bibliografía
Tickle C, Summerbell D, Wolpert L. (1975). Positional signaling and specification
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SC 14.5. El papel del mesodermo en las interacciones epitelio-mesenquimáticas
(Int e–m) durante el desarrollo de la piel. El patterning progresivo de la piel. V.
Flores, M. Rapacioli
La piel es considerada por algunos como un órgano y designada como “órgano
cutáneo”. Sin embargo, pese su continuidad anatómica que permite recubrir
toda la superficie corporal, posee regiones estructural y funcionalmente tan
disímiles que muchos piensan que es más apropiado considerarla un aparato, el
“aparato tegumentario”. Las importantes diferencias regionales que exhibe la
piel resultan del hecho de que los CCD involucrados en su desarrollo, entre ellos
las interacciones epitelio-mesenquimáticas (Int e-m), se ejecutan con
particularidades en diferentes regiones. Estas diferencias dependientes-de-
espacio revelan la existencia de un patrón morfogenético o polaridad
“unidimensional o bidimensional” impresa en el plano de la piel denominada
genéricamente polaridad planar.
En el caso de la piel en desarrollo, el concepto de patterning alude a que,
aunque los tejidos que la componen son los mismos en toda su extensión,
exhibe diferencias, tanto en la estructura histológica de sus diversas capas
como de los anexos cutáneos, que dependen de la posición que ocupan en la
superficie corporal.
El patterning que gobierna el desarrollo de la piel se instala progresivamente e
incluye aspectos que van desde la definición de grandes regiones corporales
(macropatterning), subregiones, distribución de anexos (pelos, glándulas, etc.)

485. 485
(micropatterning) dentro de cada subregión, etc. hasta la regulación de la
morfogénesis de cada anexo cutáneo en particular.
Para cada tipo de anexo, el patterning alude por un lado al desarrollo del
conjunto de propiedades (densidad, distribución espacial, tamaño y
orientación respecto de los ejes corporales, etc.) que son típicamente diferentes
y dependientes de las coordenadas espaciales en las que se desarrollan. Para
ilustrar estos hechos vinculados a los distintos aspectos de patterning
considérense dos regiones corporales (1) cabeza y 2) miembro superior) y las
subregiones que incluyen cada una de ellas: por un lado a) cuero cabelludo,
cejas, pestañas, bigotes, barba, narinas, etc. y, por otro, b) axilas, dorso y vientre
de brazo y antebrazo, dorso y palma de las manos, dedos, etc. Estas
comparaciones muestran que en cada una de las regiones mencionadas, existe
un patterning diferente de las mismas estructuras compuestas por los mismos
tipos celulares. Sus diferencias no residen sólo en diferentes formas de
citodiferenciación sino, principalmente, en una organización espacial distinta
de la diferenciación celular y la histogénesis.
En términos generales, la morfogénesis de la piel se resuelve, como en otros
sistemas de desarrollo, estableciendo el patterning, en sucesivas etapas, de lo
general a lo particular. El proceso global incluye series de Int e-m que han sido
clasificadas en tres o más etapas principales:
Fase 1. Macropattern. Durante este proceso se instalan en el campo global de la
dermis los campos correspondientes a las diversas regiones corporales de la
piel. Durante este proceso se asocia la dermis densa que se asocia al epitelio
ectodérmico superficial (futura epidermis). Fase 2. Micropattern. Aparición de
los esbozos de primordios dentro de los campos regionales homogéneos. Se
genera una heterogeneidad en cada región debido a la aparición de esbozos
de anexos a distancias interplacodas y distribución topográfica típica. Fase 3.
Organogénesis y diferenciación de las propiedades de cada esbozo de órgano
anexo. Existen descripciones más elaboradas de este proceso de patterning
progresivo de lo general a lo particular (SC 14.6. El micropatterning y la
morfogénesis de los órganos anexos cutáneos. La distribución y la inclinación
pilosa son manifestaciones de polaridad planar; SC La instalación progresiva del
pattern del desarrollo piloso: de la definición de regiones a la morfogénesis del
pelo. El carácter cíclico del mantenimiento de los pelos).
La instalación del patterning es un proceso interactivo. Depende de Int e–m
que se cumplen con características locales en cada región, y las diferencias
regionales pueden ser explicadas, pero sólo en parte, como debidas al diferente
origen de los tejidos de las distintas regiones. Son conocidas las diferencias en

486. 486
el origen embrionario del mesénquima precursor de la dermis. El mesénquima
subectodérmico, aunque es un tejido continuo, sin límites regionales precisos,
tiene múltiples orígenes: a) en la región cefálica y branquial proviene de la
cresta neural y el mesodermo paraxil craneales y otros componentes, b) en las
regiones anterolaterales del cuerpo es eminentemente somatopleural en tanto
que c) en el dorso corporal proviene en su mayor parte del dermatomo del
mesodermo paraxil (SC La potencia citogenética de la cresta neural; SC La
regionalización y la potencia evolutiva múltiple del mesodermo paraxil, de sus
segmentos preóticos y posóticos y de los somitas individuales).
Las diferencias de origen mencionadas, sin embargo, no explican la gran
variedad de patrones morfogenéticos que exhibe la piel durante su desarrollo.
La piel como órgano externo sujeto a interacción permanente con el medio ha
sufrido el efecto de una presión selectiva diferencial en distintas regiones del
planeta y distintas regiones del propio cuerpo. Debido a ello, a lo largo de la
evolución filogenética se han seleccionado diferentes tipos de patrones
morfogenéticos en distintas regiones de la piel. Estos diferentes patrones
morfogenéticos explican las diferentes características estructurales en relación
con las diferentes funciones de la piel de diversas regiones corporales. Un
ejemplo simple ilustra este hecho evolutivo. Hasta donde se sabe, el
mesénquima de los miembros superiores (o inferiores), o simplemente el de la
mano o más acotadamente aún el de los dedos, poseen el mismo origen
embrionario. Sin embargo, se han seleccionado patrones morfogenéticos que
hacen que en el dorso de los dedos se generen uñas y pelos, elementos rígidos
que protegen de diversos tipos de lesiones. Las uñas además son elementos de
defensa y pueden ser usadas como herramientas para diversos fines. La yema
de los dedos, sin embargo, carece de dichos elementos y, por el contrario, está
especializada en la función prensil y en el reconocimiento de objetos por medio
de sentido del tacto epicrítico. Pese a que puede suponerse que la presión
selectiva pudo haber operado principalmente sobre el componente superficial,
el ectodermo, existe evidencia experimental que indica que el mesénquima
subectodérmico cumple un papel central en la instalación de los patrones
morfogenéticos del tegumento de las diversas regiones corporales.
No sólo los tejidos mesenquimáticos subepidérmicos arriba mencionados
participan en el desarrollo de la piel. Ello resulta claro en el caso de las regiones
de la piel de origen somatopleural. Durante el desarrollo de las paredes
corporales anterolaterales, la somatopleura es invadida por mioblastos
provenientes del hipómero de los somitas. Aunque estas células sólo poseen
potencia miogénica y no participan de la estructura de la piel, la invasión de la
somatopleura por células de los somitas es una condición necesaria para la

487. 487
normal citodiferenciación e histogénesis de los tejidos somatopleurales de la
piel. En ausencia de células provenientes de los somitas, la somatopleura de la
región ventral de la pared abdominal no se diferencia normalmente en
tegumentos y queda reducida a una estructura similar al amnios.
Bibliografía
Dhouailly D, Olivera-Martínez I, Fliniaux I, Missier S, Viallet JP, Thélu J. (2004).
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SC 14.6. El micropatterning y la morfogénesis de los órganos anexos cutáneos. La
distribución y la inclinación pilosa son manifestaciones de polaridad planar. M.
Rapacioli
La formación de los folículos pilosos depende de interacciones entre el
ectodermo epidérmico y el mesénquima subepidérmico. En los sitios de
formación de folículos pilosos, las células mesenquimáticas se aglomeran y
secretan señales que actúan sobre la epidermis. Ésta responde secretando
señales que difunden y promueven cambios en las células basales de la
epidermis que forman placodas a intervalos regulares de 275-350 µm. Se ha
propuesto que tal regularidad en la distribución de placodas probablemente
dependa del hecho de que los procesos de señalización involucrados se
organicen espacialmente al modo de los procesos de reacción-difusión. Esta
postulación se funda principalmente en dos hechos:
a) Las observaciones detalladas acerca del modo como se separan las placodas
de anexos cutáneos durante el crecimiento planar de la piel muestran que, a
medida que la piel se expande, el intervalo interplacodas aumenta y, al alcanzar
una distancia umbral, típica para cada región corporal, aparecen nuevas
placodas en sitios equidistantes de las preexistentes.
b) Ciertas experiencias de simulación in silico basadas en modelos de reacción-
difusión permiten reproducir con fidelidad la distribución de diversos órganos
cutáneos y los fenómenos descritos en el punto precedente.
Las placodas epidérmicas, a su vez, emiten señales que promueven la
agrupación de células dérmicas y la formación de una condensación dérmica en
relación con cada placoda (Fig.1). Las condensaciones dérmicas, a su vez,
emiten señales que estimulan la proliferación de las células epidérmicas.

488. 488
A continuación, las células epidérmicas del anexo proliferan y generan un
cordón epitelial de células concéntricas que crece y se introduce en la dermis.
Inicialmente las placodas son simétricas pero rápidamente se generan dos
compartimentos funcionales con células que poseen citoesqueleto
diferentemente organizado, diferente patrón de expresión génica y diferente
forma.
En la zona superficial del cordón, las células basales del polo anterior se
adelgazan y las células del polo posterior adoptan una estructura columnar
(Fig. SC 14-6-1). Este hecho produce un crecimiento inclinado del cordón
epitelial y define la orientación del pelo. Si bien el fenómeno descrito ocurre en
cada folículo piloso, existe una coordinación entre folículos vecinos de modo
que cada región corporal exhibe una inclinación típica.
Fig. SC 14-6-1. Morfogénesis temprana del folículo piloso. A. Inicialmente las
placodas no exhiben signos de polaridad planar. B-C. Cambios de forma celular
diferencial en la zona periférica de las placodas (cabeza de flecha, zonas azul y
amarilla) hacen que se produzca un cambio en la orientación espacial del
crecimiento del folículo. Este proceso determina la orientación y grado de
inclinación del pelo. Modificado de Devenport y Fuchs, 2008.
Este desarrollo asimétrico de los pelos depende de la existencia de una
polaridad planar preexistente en las células basales de la epidermis. La
polaridad planar implica la existencia de referencias bidimensionales que
instalan asimetrías en las células y permiten alinearlas localmente respecto de
sus vecinas y globalmente respecto de ejes corporales. Este proceso depende
de la expresión de conjuntos de proteínas específicamente involucradas en la
polaridad planar (SC Bases moleculares de la instalación, mantenimiento y
propagación de la polaridad planar).
Bibliografía
DeRouen MC, Zhen H, Tan SH, Williams S, Marinkovich MP, Oro AE. (2010).
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Chen J, Chuong CM. (2012). Patterning skin by planar cell polarity: the multi-
talented hair designer. Exp Dermatol 21(2):81-5.
SC 14.7. Factores de crecimiento y de transcripción involucrados en la formación
de anexos cutáneos. M. Rapacioli
Una gran variedad de familias de proteínas con función de desarrollo
participan en los procesos por medio de los cuales se determinan, proliferan y
diferencian las células que componen la piel y sus órganos anexos. En general,
la mayor parte de las proteínas están involucradas en Int e-m y se activan o
inhiben como consecuencia de tales interacciones. Muchas de esas proteínas
son señales que activan vías de desarrollo, otras son proteínas receptores para
dichas señales y otras son factores de transcripción que se expresan en
respuesta a las vías de señalización activadas. Estos factores de transcripción, a
continuación, actúan sobre sus correspondientes genes blanco (diana) que, a
su vez, codifican otras proteínas con función de desarrollo.
La generación de esbozos de anexos cutáneos, denominado “micropatterning”
está inscrito dentro del contexto de un proceso de patterning de orden más
general denominado macropatterning (patterning macroscópico). Algunas
proteínas factor de transcripción de la familia Hox y Lef intervienen en la
determinación de la variedad y distribución de los diferentes tipos de pelos
correspondientes a diferentes regiones corporales, vale decir, en el
macropatterning del aparato tegumentario.
El micropatterning es resultado de Int e-m localizadas, cada una de ellas
restringida a un pequeño dominio del tegumento en el que se forma un
esbozo de anexo cutáneo. Sin embargo, la formación de cada esbozo de anexo
no es un fenómeno totalmente independiente de la formación de los demás ya
que, en conjunto, muestran distribución topográfica, espacios interesbozos y
organización espacial típicos para cada región del macropatterning.
Los esbozos de los anexos cutáneos son zonas restringidas del tegumento
integrados por pequeñas condensaciones mesenquimáticas asociadas a
pequeñas regiones ectodérmicas. Tales asociaciones están mediadas por Int e-
m en las que las condensaciones mesenquimáticas se comportan como pcD
que ejercen una acción determinante sobre el ectodermo suprayacente (que
opera como pcC) formándose así pequeñas placodas ectodérmicas. Éstas, a
continuación, originan brotes epiteliales primarios que se introducen y crecen
en la intimidad del mesénquima.

490. 490
La importancia de las Int e-m en la constitución de estos esbozos se revela por
el hecho de que el ectodermo, aislado experimentalmente del mesénquima, y
cultivado en un medio de cultivo no se diferencia en epidermis y no genera
esbozos de órganos anexos cutáneos. Por el contrario, cuando el ectodermo es
reasociado con el mesénquima de la dermis en el medio de cultivo, entonces sí
es capaz de formar los brotes epiteliales precursores de los anexos cutáneos.
El agregado de la proteína señal Bmp en los medios de cultivo de explantos de
epidermis aislados produce un efecto similar al cultivo en presencia de dermis o
de matriz extracelular de la dermis. Así, la proteína Bmp participaría en la
determinación de las células ectodérmicas que originarán anexos cutáneos.
Entre los pasos iniciales de la formación de los brotes de folículos pilosos están
la producción, por parte del mesénquima, de proteínas señal como factores de
crecimiento fibroblásticos (Fgf) y Bmp. Estos factores estimulan la proliferación
del ectodermo y del mesénquima. El gen con caja homeótica que codifica la
proteína factor de transcripción Msx también se expresa durante el desarrollo
de los esbozos de los anexos cutáneos.
El brote epidérmico, por su parte, libera señales que actúan sobre el
mesénquima y conducen a la formación de las papilas. Entre ellas, una proteína
señal de la familia Fgf producida por el epitelio actúa sobre el mesénquima
subyacente produciendo un aumento de la densidad celular seguida por la
expresión de proteínas específicas en dichas células.
Otras proteínas, como Frem1, son componentes de membranas basales de
algunos órganos. En el caso de la piel estaría involucrada en la constitución de
la unión dermoepidérmica y en los procesos de interacción entre dermis y
epidermis requeridos para la adhesión de estas dos capas.
Algunas de las proteínas de la familia Bmp también están involucradas en los
fenómenos de apoptosis que experimentan algunas regiones de la epidermis
durante el desarrollo, como en el caso de las membranas interdigitales. Estos
factores intervienen asimismo en el control de la iniciación de la fase de
crecimiento folicular posnatal.
La proliferación de los queratinocitos epidérmicos está sometida a una
regulación que involucra factores estimuladores e inhibidores. Entre los
primeros pueden citarse las proteínas factor de crecimiento epidérmico (Egf),
similar a la insulina (Igf) y fibroblástico (Fgf). Entre los inhibidores se cuentan las
proteínas señal factor de crecimiento transformante (Tgf-), factor de necrosis
tumoral (TNF) e interferón.

491. 491
Bibliografía
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492. 492
SC 15.1. La implantación del embrión. Significado biológico. Complejidad y
etapas del proceso. V.Flores
SC 15.2. La adhesión blastocisto-endometrio: fijación y orientación del
blastocisto respecto del endometrio. V. Flores
SC 15.3. La degradación de la membrana pelúcida. Acciones enzimáticas
sinérgicas. La reacción decidual primaria. V. Flores
SC 15.4. La diferenciación preimplantatoria del trofoblasto. La reacción decidual
primaria. El establecimiento del contacto trofoblasto-endometrio y la invasión
temprana. V. Flores
SC 15.5. Nociones sobre histogénesis placentaria. Tipos de vellosidades y patrón
temporal de diferenciación. V. Flores
SC 15.6. La organización estructural y funcional del placentomo. Su variabilidad.
Hipótesis sobre la génesis de la morfología del lóbulo placentario. V. Flores
SC 15.7. La diferenciación estructural y funcional de la placenta de término. Los
nódulos sincitiales y la membrana vasculosincitial. V. Flores
SC 15.8. Los tipos celulares derivados del citotrofoblasto y su especialización
funcional. V. Flores, M. Rapacioli
SC 15.1. La implantación del embrión. Significado biológico. Complejidad y
etapas del proceso. V.Flores
La concepción de la implantación como fenómeno integrado en el cual
participan activamente el endometrio y el blastocisto proviene de fines del siglo
pasado. En 1883, Spee señaló que “el embrión está rodeado en el endometrio
de una cavidad de implantación en los bordes de la cual los tejidos uterinos
muestran signos de degeneración y lisis"; enfatizó “la aparente actividad
histolítica y citolítica del trofoblasto", supuso la existencia de influencias del
embrión sobre el endometrio y postuló la ocurrencia en el endometrio de
“procesos bioquímicos … [en el útero] … estimulados por [el embrión]".

493. 493
Las ideas planteadas por Spee sobre qué papeles desempeñan el endometrio y
el blastocisto durante la implantación, y la importancia de las interacciones
entre ambos siguen vigentes. Sus ideas han estimulado innumerables
investigaciones que todavía continúan con el objeto de elaborar un modelo
que permita interpretar el proceso en toda su complejidad.
La implantación consiste en…
a)… un conjunto de procesos por medio de los cuales el trofoblasto se
introduce en el endometrio,
b)… se pone en contacto directo con el medio interno materno y
c)… posibilita que el embrión obtenga de la madre todos los elementos
necesarios para su desarrollo normal.
El embrión no se pone en contacto directo con el medio interno materno. Se
vincula con él a través del corion, derivado trofoblástico que establece y regula
las interacciones con la madre.
Si bien es el trofoblasto, y no el embrión propiamente dicho, el que contacta
con la madre, al estar aquél formado por células de una composición genética
distinta de la de la madre, la implantación implica el contacto directo entre dos
individuos genéticamente distintos. Esto involucra aspectos inmunitarios en el
proceso de implantación.
La implantación ocurre en un contexto hormonal delicadamente controlado.
Las funciones tubáricas y la maduración del endometrio están regulados
hormonalmente. El éxito de la implantación requiere una sincronización entre
estos procesos y la maduración del embrión.
La regulación de la implantación requiere fenómenos que involucran
interacciones locales paracrinas y acciones endocrinas que se realizan a larga
distancia. En las etapas iniciales de la implantación, el endometrio y el
blastocisto interactúan localmente por medio de agentes de diversa naturaleza
química. Todos estos procesos deben ocurrir en una secuencia ordenada para
que ocurra una implantación normal. Constituyen las características que hacen
considerar a la implantación como un proceso biológico dinámico de alta
complejidad en el que tanto blastocisto como endometrio participan
activamente.

494. 494
La secuencia de interacciones endometrio-trofoblasto durante la implantación
del embrión
Con fines descriptivos, en el proceso de implantación se han definido varias
etapas. Los límites entre ellas son convencionales y su número depende del
grado de detalle de la descripción y análisis:
a) Los acontecimientos a los cuales se suele asignar el carácter de signos de
inicio de la implantación son, por parte del embrión, la expansión del blastocisto
y, por parte del endometrio, la aparición de diferenciaciones de la membrana
apical de las células del epitelio uterino denominadas pinópodos (SC El período
de receptividad del endometrio. Características ultraestructurales y moleculares
de la ventana de implantación).
b) A este fenómeno sigue más o menos inmediatamente la degradación de la
membrana pelúcida y la eclosión del blastocisto.
c) Una vez libre el blastocisto, se inicia la adhesión blastocisto-endomentrio. A
continuación se produce la penetración en el endometrio simultáneamente
con la diferenciación del trofoblasto en un sincitio. En algunas especies se
produce una reacción sincitial localizada en las células endometriales en las
proximidades del blastocisto.
d) En la especie humana, luego del contacto trofoblasto-epitelio endometrial,
las superficies laterales de las células epiteliales endometriales se separan y
entre ellas se introducen prolongaciones y células trofoblásticas.
e) A continuación se produce una erosión del epitelio, debido a la degeneración
y descamación de células epiteliales, en la zona de contacto endometrio-
blastocisto.
f) Luego, el trofoblasto sincitial toma contacto con el estroma y se inicia la
invasión de éste.
g) Una vez que la vesícula coriónica ha penetrado completamente en el
endometrio, la zona de erosión superficial se repara. El embrión queda
entonces totalmente incluido en la mucosa uterina.
h) Como etapa final, los derivados del trofoblasto (citotrofoblasto y
sincitiotrofoblasto) se asocian al mesodermo extraembrionario somático. Los
tres tejidos se organizan en tres capas que, en conjunto, forman el corion.

495. 495
Las etapas mencionadas están en parte superpuestas temporalmente: mientras
el blastocisto se aproxima al endometrio, se inicia la diferenciación temprana
del trofoblasto polar, el blastocisto se expande y se disuelve la membrana
pelúcida. Sólo por conveniencia didáctica se las separa de esta forma.
Bibliografía
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SC 15.2. La adhesión blastocisto-endometrio: fijación y orientación del
blastocisto respecto del endometrio. V. Flores
La adhesión del blastocisto al endometrio implica también una orientación. La
adhesión ocurre entre zonas específicas, de mayor afinidad o “adherencia”,
entre las superficies de endometrio y blastocisto. Vale decir, existe una mayor
afinidad y en consecuencia una mayor probabilidad de fijación, entre ciertas
zonas específicas del blastocisto y del epitelio endometrial.
En la especie humana, el sitio más frecuente de adhesión del blastocisto al
endometrio es la región superior de la cara posterior de la mucosa uterina (cerca
del fondo uterino). A su vez, el blastocisto se orienta respecto del endometrio
contactando por la zona del trofoblasto polar (polo animal o embrionario).
Debido a estos hechos se considera que la colisión, y ulterior adhesión, al azar
entre el blastocisto y endometrio no es condición suficiente para explicar a) la
existencia de un sitio de implantación preferencial en el endometrio y b) la
orientación preferencial del blastocisto respecto del endometrio.
Esta situación se debe a que las propiedades adhesivas del epitelio uterino y del
blastocisto no se distribuyen homogéneamente en sus superficies. Se considera
que la adhesión blastocisto-endometrio depende de las características químicas
de ambas superficies. Las hipótesis están dirigidas fundamentalmente hacia las
cubiertas de superficie (glucocálices) del epitelio endometrial y del blastocisto.

496. 496
Se ha postulado que las glucoproteínas de estas cubiertas pueden mediar la
adhesión entre ambos. Existe un conjunto de datos que sustentan esta
hipótesis:
a) El epitelio uterino posee un glucocáliz muy desarrollado, sobre todo en las
etapas en las que el embrión se implanta. Con técnicas inmunohistoquímicas es
posible poner de manifiesto una gruesa capa de glucoproteínas en la
membrana apical de las células epiteliales endometriales y también en la
superficie de las células del blastocisto.
b) El glucocáliz de las células endometriales varía en su aspecto ultraestructural
y composición química según las fases del ciclo reproductor; estas
modificaciones dependen de las variaciones en los niveles hormonales.
c) El glucocáliz del blastocisto modifica su viscosidad y se vuelve más adhesiva al
principio de la implantación. En este efecto parecen participar modificaciones
locales del pH.
d) En el inicio de la implantación, como parte de los fenómenos propios de la
reacción decidual primaria, se detecta alta actividad de glucosidasas en las
secreciones uterinas (Véase SC 15.3. La degradación de la membrana pelúcida.
Acciones enzimáticas sinérgicas. La reacción decidual primaria). Estas enzimas
poseen capacidad de modificar la composición de los grupos azúcares de las
glucoproteínas de superficie tanto del endometrio como del blastocisto.
Existen trabajos que, con enfoque y metodología eminentemente biofísicos,
han permitido calcular la intensidad de las fuerzas que se desarrollan entre
líneas celulares derivadas del epitelio uterino y células trofoblásticas humanas
en distintos momentos del ciclo. El método consiste en aproximar las
superficies apicales de ambos epitelios y, a través de sucesivos ciclos de
aproximación-separación, de diferente duración, estimar, por medio del uso del
microscopio de fuerza atómica, la intensidad de las fuerzas de repulsión y
adhesión entre las superficies apicales de ambos tipos celulares. Estos estudios
muestran que, cuando los epitelios están suficientemente cerca, aparecen
fuerzas repulsivas pero que, una vez superadas éstas, aparecen fuerzas de
adhesión de diversa intensidad. Estos estudios permiten comprobar que existen
fuerzas de atracción intensas y que sus valores de intensidad dependen de las
características del glucocáliz y también de las diferenciaciones de las
membranas apicales.

497. 497
Fig. SC 15-2-1. Esquema de la adhesión-orientación del blastocisto respecto del
endometrio. A. El endometrio posee zonas de alta afinidad respecto del
trofoblasto polar del blastocisto. Ello aumenta la probabilidad de implantación
en un sitio ricamente vascularizado. B. El trofoblasto posee un sitio de alta
afinidad, el trofoblasto polar, respecto del endometrio. Ello aumenta la
probabilidad de que el embrión quede en la zona más profunda y mejor
vascularizada del endometrio.
Así, las características adhesivas de las superficies del blastocisto y del epitelio
endometrial por un lado dependen de fenómenos sistémicos, como los niveles
hormonales maternos en el momento de la implantación, y también de
fenómenos locales regulados por moléculas que operan como mediadores
locales.
La composición química de las superficies interactuantes, trofoblasto del
blastocisto y epitelio endomentrial, no sólo regulan el sitio de implantación y la
orientación del blastocisto, sino también el momento o período de tiempo,
denominado ventana de implantación, en el que dicho proceso se produce con
mayor probabilidad. Dicho período de tiempo, de máxima receptividad del
endometrio, se caracteriza también por la expresión de una combinatoria típica
de proteínas integrinas, componentes integrales de la membrana apical de las
células del epitelio uterino. Dichas proteínas confieren al epitelio uterino la
posibilidad de realizar procesos de adhesión y de señalización celular entre las
células embrionarias y maternas.
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SC 15.3. La degradación de la membrana pelúcida. Acciones enzimáticas
sinérgicas. La reacción decidual primaria. V. Flores
Algunos estudios bioquímicos realizados en el líquido intrauterino muestran
que en él se encuentran prácticamente todas las enzimas necesarias para la
degradación de la membrana pelúcida: una variedad de enzimas
genéricamente denominadas glucosidasas y proteasas (exopeptidasas y
endopeptidasas). La concentración de estas enzimas varía con el ciclo sexual.
También existen variaciones asociadas a la presencia del blastocisto en la
cavidad uterina.
Ciertos estudios histoquímicos tendientes a identificar las células que sintetizan
estas enzimas han puesto de manifiesto que, con diferencias para las distintas
especies y enzimas en su síntesis, participan activa y coordinadamente el
endometrio y el blastocisto. Por parte del endometrio, tanto el epitelio como el
estroma participan en su síntesis y secreción. En el blastocisto, la fuente
fundamental de enzimas es el trofoblasto.
En las secreciones uterinas también se ha encontrado un patrón característico
de uteroglobinas. Estas proteínas tendrían funciones regulatorias de las
interacciones entre endometrio y blastocisto. La síntesis de uteroglobinas
también es sensible a las variaciones