UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA FACULTAD DE MEDICINA HUMANA MONOGRAFIA
INDUCCIÓN MOLECULAR EN LA FORMACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL CURSO
: EMBRIOLOGIA
ESTUDIANTES: AGUILAR AGUILAR BEJAR FERNANDO CARRERA REBAZA JAIRO GONZALES RODRIGUEZ SHIRLEY JAVE LUGO SANTIAGO MADRID CASTRO JOSE MIGUEL BUENDIA LUIS ÑAHUIS ENCISO LIEN PACHAS LUGO JANYRÉ
RESPONSABLE DEL CURSO: CECILIA CECIL IA MARIA MENA NAVARRO NAVARRO
LIMA - PERÚ
20! "II INDICE 1
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C,.$(/& 1.1. MEDULA ESPINAL……………………………………………..…… 6 1.1.1. 1.1.1. Regulació Regulación n molecular de la diferencia diferenciación ción nervioa nervioa de la medula medula e!inal ………………….………………………………………………………………….
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C,.$(/& 1.1. MEDULA ESPINAL……………………………………………..…… 6 1.1.1. 1.1.1. Regulació Regulación n molecular de la diferencia diferenciación ción nervioa nervioa de la medula medula e!inal ………………….………………………………………………………………….
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INDICE DE FIGURAS F*5(%, N6: Evolución de la medula e!inal ….........................………………6 F*5(%, N62: Evolución de la !orción caudal de la m7dula e!inal …..... …......... ....... ....... ........ ....... ....... ....... ....... ........ ....... ....... ....... ....... ........ ........ ........ ........ ....... ....... ....... ....... ........ ....... ....…… .…………… ………… … … Dearro arrollllo o del del SN# SN# ……… …………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……… …… 1" F*5(%, N6: De F*5(%, N67: Em8 Em8rion rione e 9um 9uma ano no en dif difer eren en:e :e e:a e:ad; d;o o ………… ……………… ………. …... "' F*5(%, N6!: Mo Modelo !room7r m7rico ……………………………………………… "* F*5(%, N68: E
"2
F*5(%, N69: Pa:rón de e=!reión g7nico …………………………………….
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INTRODUCCIÓN Para decri8ir la formación del SN# e decri8en diferen:e e:a!a clave como> la ga:rulación? la neurali@ación el e:a8lecimien:o de la ve;cula !rimaria ecundaria. Duran:e la :ercera emana de ge:ación en 9umano e !reen:a un even:o im!or:an:e denominado gastrulación. Duran:e e:e !roceo el em8rión !aa de er una e:ruc:ura organi@ada en do ca!a a una formada !or :re ca!a Bec:odermo? meodermo endodermoC. En e:a e:a!a e !reen:a el !rimer indicio de formación del i:ema nervioo> el e:a8lecimien:o de la !laca neural.
4
La neurali@ación e !reen:a de do forma> la neurali@ación !rimaria? el en el !ollo e da caudal a la omi:a "*? mien:ra
5
An:e de finali@ar el cierre del :u8o neural inicia una diferenciación macrocó!ica. E:a e da como cam8io en el e=:remo an:erior del :u8o neural an:erior? lo el cere8ro an:erior o !roenc7falo? el cere8ro medio o meenc7falo el cere8ro !o:erior o rom8oencfalo? e!arada en:re ella !or valle o con:riccione .El :u8o neural re:an:e e :ranforma en la m7dula e!inal. En mam;fero? e:a :ermina an:e del final del canal ver:e8ral e !rolonga en una cadena de :eFido in neurona llamado el filum terminal . E:a @ona e carac:eri@a !or
generan la eGale moleculare
CAPITULO
MEDULA ESPINAL
En em8rione del !eriodo om;:ico B"* !areC de "2 a 'H d;a? el canal e 9a cerrado? el :u8o neural formado e una e:ruc:ura doroven:ral con u cara la:erale engroada la !arede de u 8orde doral ven:ral? adelga@ada e:a l:ima reci8en el nom8re de !laca de :ec9o de !io.
6
F*5 E;&/()*+# '/ '1,%%&//& ' /, <='(/, 1*#,/ #on el aumen:o de lo neuro8la:o en la ca!a del man:o? a cada lado del :u8o neural e !roducen do engroamien:o? uno ven:ral o:ro doral. Lo ven:rale o !laca 8aale?
Duran:e el dearrollo diferenciación de la m7dula e!inal e !roducen cam8io de !oición de la medula? con re!ec:o al crecimien:o de la columna ver:e8ral. A;? al comien@o del :ercer me B'H mmC e e=:iende 9a:a la región cocc;gea el meodermo
F*5 2 E;&/()*+# ' /, &%)*+# ),(',/ ' /, <='(/, 1*#,/ 8
En cuan:o a la incidencia gene:icomolecular del dearrollo de la m7dula e!inal? inicialmen:e en el e:adio de !laca neural e e=!rean lo fac:ore de :rancri!ción PAK'? PAK+? MSK1 MSK". E:e cuadro de e=!reión e al:erado !or S99 e=!reado en la no:ocorda? a; como la !ro:e;na morfogen7:ica óea B$MP) $MP+C? e=!reado en el ec:odermo no neural en el 8orde de la !laca neural. La eGal de S99 re!rime la e=!reión de PAK' PAK+ de MSK1 MSK" de e:e modo? en la región ven:ral e forma una !laca del !io? la cual :am8i7n e=!rea S99. La e=!reión de $MP) $MP+ man:iene regula a PAK' PAK+ en la mi:ad doral del :u8o neural? donde e forma de!u7 la !laca alar. E:o fac:ore de :rancri!ción on re
EN REGULACIÓN MOLECULAR DEL DESARROLLO DE LA MEDULA ESPINAL
La región de la medula e!inal en el !eriodo de la !laca neural? :oda la !laca e=!rea lo fac:ore de :rancri!ción PAK'? PAK+? MSK1 MSK"? lo cuale con:ienen 9omeodominio. E:e !a:rón de e=!reión e al:erado !or onic 9edge9og BS,,C e=!reado en la no:ocorda la !ro:e;na morfog7nica de 9ueo ) + B$MP) $MP+C e=!reado en el ec:odermo no neural en el 8orde de la !laca neural. La eGal de S,,? re!rime la e=!reión de PAK' PAK+? MSK1 MSK". De8ido a e:o S,, !roduce un efec:o ven:rali@an:e o8re una región del :u8o neural. E:a región ven:ral luego ad
neural en e:ado :em!rano e eencial !ara la formación de :i!o celulare ven:rale? a !ear de
CAPITULO 2 2 CEREBRO La función del cere8ro urge de la in:egración !recia de la funcione de la diferen:e e:r uc:ura neurale. A;? la e!ecial ri
in:egral
del
cere8ro
de!ende
del
dearrollo
de
varia
u8r egione ana:ómica? cada una con u e!ecificidad ci:ológica
!recio !a:rón de cone=ione. E:o r e
10
de
!a:rone en
el e!acio el :iem!o de lo !roceo moleculare la
celulare
BSN#C. En lo l:imo
:rancri!:ómico Bde
i:ema
aGo? con minucioo anlii
gen7:icaC del
e=!reión
del
9i!er com!le Fa
e:ruc:ura
dearrollo neural? no
9emo dado cuen:a de
gen7:ica
!roducir
delicado
e
e=!reión de
gene
la de
ecuencia e!acioJ
dearrollo.
fac:ore e!igen7:ico !ueden al:erar
diferen:e
de
grado
anomal;a
Al:eracione
e:e
e
e:ruc:urale
e
manif e:arn como malformacione cong7ni:a.
Dado
lo !roceo la car:ograf;a de alguno gene
on
elemen:o clave !ara el dearrollo del :u8o neural Be8o@o del cere8ro en
el em8rión :em!ranoC? cen:rndono !rinci!almen:e en a mol7cula de eGali@ación f ac:or e
de
:rancri!ciónE
daremo
malforma:ivo aociado a
ello
alguno
de
e Fem!lo
cuadro
median:e u no:ación con el código
num7rico de la 8ae de da:o MIM (Mendelian Inheritance in Man ).
El neuroe!i:elio de la !laca el :u8o neural con:iene lo !rogeni:ore de la c7lula
nervioa Mla neurona la gl;a
en
con Fun:o
formarn la e:ruc:ura o!era:iva del cere8ro.
E:o
!r ogeni:or e reci8en
información
!oicional?
codificada
!or
gradien:e de difuión Bde di:ri8ución ecalonadaC de la mol7cula de eGali@ación. E:a mol7cula on !roducida !or la e=!reión de gene
en lugare !r ecio del em8rión? den:ro o cerca del SN#. #ada región de e!i:elio cam!o de dearrollo. La eGale moleculare difunden !or el e!i:elio ac:an
o8re
r ece!:or e
e!ec;fico
e=!reado
en
la
c7lula
neuroe!i:eliale? regulan en cada lugar la e=!reión de un con Fun:o e!ec;fico de fac:ore de :rancri!ción. El con Fun:o de e:o fac:ore en un
gru!o de !rogeni:ore de:er mina u 11
!roliferación? neurog7nei
diferenciación celular?
!ro!iedade e=!reión
? finalmen:e? la a!arición de cone=ione u
funcionale B!or
e
le
llama
eo
a la
eGale
regulan u
:am8i7n eGale morfogen7:icaC.
E:o
!rogreo de codificación molecular evolucionan duran:e el dearrollo dede un e:ado inicial con al:a ca!acidad regula:iva Bada!:a:iva a even:o di:orionan:eC 9acia e:ado m e:a8le o carac:eri@arn la
iden:idad molecular de
la
defini:ivo?
!o8lacione celulare
generada en cada cam!o de dearrollo. La di:ri8ución en el e!acio
de la eGale morfogen7:ica indica la :o!olog;a de la región va a generar el ca:logo de la diferen:e lec:ura !oi8le !ara cada gru!o de
c7lula !r ogeni:ora en la !ared del :u8o neuralE e decir? el !roceo conocido de forma gen7rica como r egionali@ación.'
F*5 D1,%%&//& '/ SNC 22 ROMBENCEFALO: CEREBRO POSTERIOR E: formado !or>
Mielenc7falo Me:enc7falo
22 MIELENCEFALO E la ve;cula enceflica m caudal e diferencia en el 8ul8o ra
conc9a de una almeFa? in em8argo? u e:ruc:ura general e 8a:an:e !arecida a la m7dula e!inal. Lo neuro8la:o de la !laca alare migran a la ca!a marginal en dirección ven:rola:eral !ara formar lo núcleos olivares. en:ralmen:e? la fi8ra cor:ico!inale
Eferente somático o medial Eferente visceral especial o intermedio Eferente visceral general o lateral .
E:o :re gru!o originan lo ncleo mo:ore de lo nervio craneale IK? K? KI KII
Aferente somático o lateral Aferente visceral especial o intermedio Aferente visceral general o medial .
E:o gru!o neuronale forman lo ncleo eni:ivo de lo nervio craneale ? II? III? IK K lo ncleo gracili cunea:u. 1?)
222 METENCEFALO
13
Inclue la región u8icada en:re el !liegue !ro:u8erancial el i:mo del rom8enc7falo. La !orción me:enceflica ven:ral m una con:ri8ución celular de la región alar del mielenc7falo originan el Puente B protueranciaC? mien:ra la región !o:erior conforma el cereelo. El !uen:e forma una im!or:an:e v;a nervioa en:re la m7dula e!inal la cor:e@a cere8rale cere8eloa. Por o:ra !ar:e? el cere8elo e un cen:ro de coordinación de !o:ura movimien:o. La cavidad del me:enc7falo forma la !ar:e u!erior del fu:uro I ven:r;culo. La formación del !liegue !ro:u8erancial !roduce el di:anciamien:o de la !arede la:erale del !uen:e la e=:enión de la u:ancia gri del !io del I ven:r;culo. Lo neuro8la:o de la !laca 8aale con:i:uen :re columna de ncleo mo:ore>
Eferente somático medial Eferente visceral especial Eferente visceral general .
Ello originan lo ncleo mo:ore de lo !are ? I II. La ca!a marginal de la !laca 8aale e e=!ande irve de !uen:e a fi8ra
Aferente somático lateral Aferente visceral general .
Ello con:i:uen el ncleo eni:ivo !rinci!al del n.:rig7mino? el ncleo e!inal del !ar lo ncleo ve:i8ulare del III !ar. Lo núcleos pontinos e originan en la !laca alare del me:enc7falo. 1?)
22 CEREBELO 14
#ada !laca alar e curva en u región dorola:eral en dirección medial !ara formar lo la8io róm8ico. E:o la8io aumen:an de :amaGo? e !roec:an caudalmen:e o8re la !laca del :ec9o del I ven:r;culo e fuionan en la l;nea media. En la @ona inferior del me:enc7falo e:n mu e!arado. La com!reión cefalocaudal de lo la8io !roduc:o de la e=ageración del !liegue !ro:u8erancial forma la !laca cere8eloa
2 MESENCÉFALO: CEREBRO MEDIO El meenc7falo con:i:ue la ve;cula enceflica
Alguno neuro8la:o de la !laca alare migran a la ca!a marginal del :ec:um forman agregado e:ra:ificado de neurona eni:iva !ara formar la lmina cuadrig7mina? con:i:uida !or lo #ol;culo u!eriore Ban:erioreC> cen:ro de correlación de refleFo !ara e:;mulo viuale lo #ol;culo inferiore B!o:erioreC> cen:ro de relevo !ara refleFo audi:ivo Lo neuro8la:o de la ca!a 8aale originan el ncleo roFo !ro8a8lemen:e la Su:ancia Nigra BLocu NigerC. Adem? cada !laca 8aal :iene lo neuro8la:o
27 PROSENCEFALO: CEREBRO ANTERIOR 27 DIENCÉFALO El dienc7falo e la región ana:ómica del cere8ro • • • •
El :lamo El 9i!o:lamo El u8:lamo El e!i:lamo 16
27 EL T>LAMO Y SUS CONE?IONES E la región m grande del dienc7falo? com!rende una @ona ovoide de u:ancia gri u8icada a am8o lado del :ercer ven:r;culo del cual forma la !arede la:erale en la región m doral !o:erior. El e=:remo an:erior del :lamo forma !ar:e del aguFero in:erven:ricular? mien:ra
,@ NÚCLEOS DEL T>LAMO L, &#, ,#$%*&% del :lamo con:iene el ncleo an:erior el cual forma !ar:e del i:ema l;m8ico. E:e !ar:ici!a en el !roceamien:o de la emocione en mecanimo de memoria recien:e. El ncleo an:erior reci8e aferencia del 9i!o:lamo a :rav7 del :rac:o mamilo:almico a u ve@ !roec:a u eferencia a la cor:e@a cingulada.
L, &#, <'*,/ del :lamo :iene el ncleo doromediano. E:e ncleo :iene am!lia cone=ione con la cor:e@a !refron:al e 9i!o:lamo. E:e ncleo !ar:ici!a en la in:egración de aferencia vicerale? olfa:iva? om:ica a; como en mecanimo
L, &#, /,$%,/ del :lamo e la m e=:ena. En ella e decri8en do 8anda nucleare? una 8anda doral una 8anda ven:ral. En la 8anda doral e decri8en lo ncleo la:eral doral? la:eral !o:erior el !ulvinar? mien:ra lo ncleo geniculado la:erale? lo ncleo geniculado mediale? lo ncleo re:iculare? lo ncleo in:ralaminare lo ncleo de la l;nea media. Lo ncleo ven:ral an:erior ven:ral la:eral Fuegan un rol im!or:an:e en el !roceamien:o de la información mo:ora? dado
re!ec:ivamen:e a la cor:e@a !remo:ora a la cor:e@a mo:ora !rimaria. Lo ncleo ven:ral !o:erola:eral ven:ral !o:eromedial !ar:ici!an en el !roceamien:o de la información e=:eroce!:iva !ro!ioce!:iva !rovenien:e del :erri:orio medular Blemnico medial 9ace e!ino:almicoC del :erri:orio ceflico Blemnico :rigeminalC. E:a información e enviada luego a la circunvolución !o:cen:ral o rea oma:oenorial !rimaria. Si e u:ili@a cri:erio funcionale lo ncleo :almico e !ueden claificar en>
,@ #)/&1 1).3*)&1 4@ #)/&1 ' ,1&)*,)*+# )@ #)/&1 *#1).3*)&1. En lo ncleo e!ec;fico e agru!an :odo a lo ncleo in:ralaminare lo ncleo re:iculare lo ncleo de la l;nea media del :lamo. Alguno a!ec:o funcionale del :lamo La cone=ione
afec:ividad. El nivel de deagrado o de agrado
272 HIPOT>LAMO Y SUS CONE?IONES E:a e:ruc:ura e encuen:ra en la @ona m an:erior e inferior del dienc7falo. El e=:remo an:erior limi:a con la lmina :erminali? 9acia doral de delan:e a:r e relaciona con la comiura 8lanca an:erior con el urco 9i!o:almico? caudalmen:e delimi:a con el meenc7falo? medialmen:e forma la !arede la:erale del III ven:r;culo !or l:imo la:eralmen:e e: en con:ac:o con el u8:almo. El l;mi:e inferior e: dado de adelan:e a:r !or el
Z&#, <'*,/
En 7:a e decri8en lo ncleo> 1C Preó!:ico B!ar:e de 7l :am8i7n e: en la @ona la:eralC "C Paraven:ricular 'C An:erior )C Doromedial *C en:romedial 6C Infundi8ular +C Po:erior. b)
Z&#, /,$%,/
En 7:a e decri8en lo ncleo> 1C Su!raó!:ico "C Su!ra
*C (u8erale la:erale 6C Mamilare B!ar:e de ello :am8i7n e:n en la @ona medialC
)@ C&#* ,3%#$1 ' *&$/,<& El 9i!o:lamo reci8e ml:i!le cone=ione aferen:e relacionada con funcione vicerale? olfa:iva del i:ema l;m8ico. En:re 7:a :enemo> 1C La aferencia vicerale om:ica
'@ C&#* 3%#$1 '/ *&$/,<& E:a on :am8i7n mu numeroa com!leFa. En:re ella :enemo> 1C Eferencia mamilo:almica 9acia el ncleo an:erior del :lamo? !ara luego !roec:are al cor:e@a cingulada. "C Eferencia mamiloJ:egmen:ale ncleo acceorio del oculomo:or? ncleo aliva:orio u!erior e inferior? ncleo doral del vago? ncleo im!:ico del a:a la:eral? ncleo !araim!:ico de la región in:ermedio la:eral de la m7dula acra. El 9i!o:lamo :am8i7n e:a8lece cone=ione con la 9i!ófii de do manera diferen:e. Una de ella e a :rav7 del :rac:o 9i!o:lamoJ9i!ofiiario la o:ra e a :rav7 de un i:ema !or:a de ca!ilare angu;neo. El :rac:o 9i!o:lamoJ 20
9i!ofiiario !ermi:e
E:a
9ormona ac:an !roduciendo
vaocon:ricción
an:idiurei Bvao!reinaC o con:racción de la mucula:ura u:erina de la c7lula mioe!i:eliale adenocor:ico:rofina BA#(,C? 9ormona fol;culo e:imulan:e B&S,C? 9ormona lu:eini@an:e BL,C? 9ormona :iro:rófica B(S,C? 9ormona del crecimien:o B,C? e:c.
27 EL SUBT>LAMO Y SUS CONE?IONES La región u8:almica e encuen:ra en:re el 9i!o:lamo medialmen:e? la c!ula in:erna la:eralmen:e el :lamo doralmen:e. En 7:a @ona encon:ramo el ncleo u8:almico Bla e:ruc:ura de maor :amaGoC la @ona incer:a. Lo i:ema de fi8ra el ana len:iculari? el fac;culo len:iculari el fac;culo u8:almico. El ncleo u8:almico :iene la forma de un len:e 8iconve=o. Su !rinci!ale aferencia !rovienen del egmen:o la:eral del glo8u !allidu? v;a fac;culo u8:almico. Por o:ro lado la eferencia del ncleo u8:almico !roec:an de vuel:a al glo8u !allidu !ero a u lmina medial. La @ona incer:a e una 8anda de u:ancia gri u8icada en:re el :lamo el fac;culo len:icular. E:a e:ruc:ura e a8e
277 EL EPIT>LAMO Y SUS CONE?IONES
21
E:e com!rende la glndula !ineal? lo ncleo 9a8enulare la e:r;a medulare. La glndula !ineal e una e:ruc:ura
272 TELENCEFALO E una e:ruc:ura cere8ral i:uada o8re el dienc7falo. Re!reen:a el nivel m al:o de in:egración om:ica vege:a:iva. ,i:ológicamen:e? dede un !un:o de vi:a em8riológico on:og7nico? e di:inguen? den:ro de la cor:e@a cere8ral Bo cór:e=C> •
N&)&%$,: E:a rea con:i:uen la ca!a neuronal
•
P,/&)&%$,: La !aleocor:e@a o cor:e@a del 8ul8o olfa:orio e la !ar:e de la cor:e@a cere8ral
22
la ar
A%(*)&%$,:
•
La ar
una
de
la
do
e:ruc:ura
del enc7falo
2! MORFOGENESIS CEREBRAL La neurulación e un !roceo fundamen:al de la em8riog7nei?
!rogreivo de :rancurre en:re
la !laca
neural :em!rana .
un
re!liegue
En el em8rión 9umano
lo d;a 12 "+ del dearrollo em8rionario. La !laca
neural e va curvando !r ogr eivamen:e de8ido a la formación de regione 8iagra Ben la
!r im:ica !ara
ado!:ar una
e!i:eliale modifican u forma
forma !iramidalC !roceo mecnico
mediado !or con:ac:o del :u8o neural con lo :eFido cir cundan:e.
La elevación de lo !liegue neurale e e:a8lece a :rav7
de un
e!acio? llamado el urco neural?
cierra
cuando lo !liegue neurale e fuionan en
neural e
la l;nea
media
doral? e:a8leciendo la !laca del :ec9o B roof plateC en el :u8o neural. E:e cierre en 9umano comien@a en la región de unión en:r e el fu:uro :ronco cere8ral la m7dula e!inal? !rogrea 9acia
delan:e a:r !ara
:erminar con el cierre de lo orificio an:erior !o:erior Bneuro!oroC .
Adem? en lo !liegue neurale e generan la c7lula e!eciali@ada de la cre:a neural?
!erif7rico
Be:o
l:imo
Fun:o
con
!roceden:e de la !lacoda ec:od7rmica ceflicaC.
23
o:r o !rogeni:ore
F*5 7
A BC EC F: E<4 % *&# 1 (<,#&1 , '*3%#$1 1$,'*&1 '
'1,%% & //& H' : ' . ,1 ' 5 1$, )*+# @: C ;*1*+# ,#$%*&% ' (# <4%*+# &% <*)%&1)&-., ' 4 , %% *' & -,%, ;*'#)*,% / #(%&-&%&
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/&1 15<#$&1 #(%&<=%*)&1 '/ )%4%& <4% *&# ,% *&
El :u8o
neural :em!rano? en
la maor;a de lo ver:e8rado e una
e:ruc:ura alargada rec:a. An:e del final de la neurulación Ben:re lo
d;a "* '* del dearrollo em8rionarioC? la !orción m an:erior del :u8o neural e=!erimen:a cam8io morfológico dr:ico . En e:a región e
la
dearrollan
:r e
B!roenc7faloE Pro.C?
ve;cula
el
el
!rimaria>
cere8ro medio
cere8ro
an:erior
Bmeenc7faloE Me.C
el
cere8ro !o:erior Brom8enc7faloE Rom8.C el e=:remo an:erior del :u8o
neural e
cierra
dede cada
e evaginan la:eralmen:e la ve;cula ó!:ica
lado
del
!roenc7falo . En e:a
e:a!a
:em!rana de
dearrollo llamada e:a!a de :re ve;cula d;a 'HJ'* del dearr ollo?
el eFe del :u8o neural e curva conidera8lemen:e 9acia la @ona ven:ral !ara
formar
la fle=ura ceflica
Po:eriormen:e? ecundario
el
!roenc7falo
B:elenc7falo
e
cervical divide
el 9i!o:lamoC
dienc7falo. 24
del en
m
:u8o el
neural.
!roenc7falo
caudalmen:e
el
El decu8rimien:o de gene reguladore
en
en dearrollo? 9a
el cere8ro an:erior
!ro!orcionado nueva 9erramien:a !ara la iden:ificación de lo cam!o
de dearrollo en el e8o@o cere8ral? a; como
la definición de u
!ro!iedade moleculare e 9i:ogen7:ica. So8re la 8ae de !a:rone
de e=!reión g7nica? Fun:o con información morfológica? e 9an u:ili@ado do modelo !ara in:er!re:ar el !roceo de regionali@ación de la !laca
el :u8o neural>
2! U#& $&-&5%3*)& & <&'/& # )&/(<#,1 : con:ruido con
en gran medida
el o8Fe:ivo de alvar la clica in:er!re:ación de la
regione cere8rale de acuerdo a la locali@ación de lo urco
del
dienc7falo en cua:ro @ona longi:udinale> columna de ,erric.
2!2 M&'/&
$&-&/+5*)& 15<#$,%*&: conocido como
el Qmodelo
!room7rico? con:ruido o8r e la evidencia de una erie de diviione :ranverale del :u8o neural?
longi:udinale decri:a !or ,i.
El modelo !room7rico e m coni:en:e con lo recien:e da:o morfológico? moleculare e=!erimen:ale?
!ueden
er
:o:almen:e
e=!lica8le
longi:udinale de ,err ic.
F*5 ! M&'/& - % &1&<=% *)&
25
en
!or
:7rmino
o:ro de
lado? la
no
@ona
El !aradigma !room7rico !ro!one
longi:udinale
BcolumnaC
donde
lo
!a:rone
:ranverale Begmen:oC
e in:ercalan !ara definir lo cam!o de dearrollo.
E:e !lan
general del
!a:rón egmen:ario? con
una organi@ación
fundamen:al car:eiana e reconoci8le en el !rimordio neural de :odo
lo cordado? !or lo
regulan el dearrollo
de e:e !lan? !roducen cam8io de la e:ruc:ura o deformacione? on el origen de la diferencia e:ruc:urale en:re lo cere8ro de la diferen:e e!ecie de ver:e8rado.
#omo reul:ado? el nmero de @ona :ranverale?
longi:udinale egmen:o
u u8diviione !rinci!ale? on
con:an:e
en
:odo lo cere8ro de ver:e8rado? !ermi:iendo una f cil com!aración de la :o!olog;a cere8ral en:re
la e!ecie? a; como una meFor
e=:ra!olación de lo mecanimo cauale. El modelo 9ace 9inca!i7 en
lo
!a:rone com!ar:ido?
!uede er
fcilmen:e u:ili@ado !ara
e:udiar lo !roceo diferenciale de dearrollo? a; como iden:ificar
lo !a:rone !a:ológico Bcomo feno:i!o mu:an:eC. SeGale
morfogen7:ica con
!a:rone e!acioJ:em!orale !recio
di:ri8uido en el eFe ven:r oJdor al? regulan la e!ecificación molecular
el de:ino diferencia:ivo de e:o !rogeni:ore. E:o e conoce como !a:rón dor oJven:ral BDC?
longi:udinale o
columna neuroe!i:eliale. (odo lo egmen:o neurale com!ar:en e:e 26
!a:rón 8ico
D? con inde!endencia de u !oición an:er oJ !o:erior.
E:e !a:rón 8ico
comn re!e:ido e lo
e en:iende como
di:ri8ución me:am7r ica.
Lo l;mi:e :ranverale u8dividen el :u8o
neural en
con:an:e de
egmen:o an:er oJ !o:eriore o
reul:ado de
una
veremo m
adelan:e? !or
e:o
cam!o
e=!reión
regula
de
una
erie
neurómero. #omo
gen7:ica diferencial Br egulada? como
eGale morfogen7:icaC? cada f or ma inde!endien:e
uno
de
la dinmica de
!roliferación e 9i:og7nei en u !rogeni:ore. En el !roenc7falo 9a :r e !roómero ecundario?
dienceflico BP1JP'C?
!reen:a
una
adem del
!roenc7falo
egmen:ación incom!le:a. En el
rom8enc7falo? lo egmen:o e denominan rom8ómero BR1 a R11?
con:ando el i:mo RIS como rHC el meenc7falo e: formado !or do meómero BM1 M"C.
El modelo !room7rico 9a dado a conocer el ignificado morfológico de numeroo !a:rone de e=!reión g7nica en el cere8ro an:erior. E:o !a:rone regulan la generación de dominio de !r ogeni:or e con !ro!iedade
9i:ogen7:ica diferen:e
on
la 8ae
de
la
diveridad neuronal e:ruc:ural del cere8ro adul:o.
28
MECANISMOS
MOLECULARES
UE
CONTROLAN
LA
REGIONALIZACION DORSOVENTRAL La e!ecificación del de:ino molecular diferencial de la regione longi:udinale :ranverale en el neuroe!i:elio? im!lica
!a:rone de
eGali@ación !oicional a lo largo de lo eFe mediola:eral BMLC an:er oJ
!o:erior BAPC de la !laca neural. De8ido a la neurulación? el !a:rón ML en
la !laca neural e :o!ológicamen:e e
27
F*5 8 A 1G(<, ' /,1 *#$%,))* ;%$*),/1 K -/,#,%1 '(%,#$ /, *#'())*+# ' /, /,), #(%,/ BC # (#, ;*1*+# /,$%,/ '/ $(4& #(% , / 1
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28 VENTRALIZACION
Nue:ro
conocimien:o
de
lo
!roceo
ven:rali@an:e
e:
fundamen:almen:e 8aado en lo reul:ado o8:enido del e:udio de la regionali@ación D de la m7dula e!inal?
e deriva
de la !ar:e
!o:erior BcaudalC de la !laca neural. Mol7cula eGali@adora !roducida
!or lo :eFido u8acen:e no neurale Bcomo e el meodermo a=ialC e!ecifican la iden:idad ven:ral de la divera rea neurale u!raJ
acen:e.
28
E:a eGali@ación ven:ral e: re!reen:ada !or la e=!reión del gen !onic +<'6.'
hog (!""# " ed ge
6116'2?
"6-16H?
Bmeodermo a=ialC
,olo!roencefalia>
1)+"*H ),
e
codifica
!ara
una
MIM>1"H"HH?
e=!rea
en
1)"-)*?
la no:ocorda
!ro:e;na ecre:a8le
a
:rav7 de un gradien:e de difuión? ac:a como morfógeno del :u8o neural ven:ral. La !ro:e;na S,, e !rimero ecre:ada !or la no:ocorda? induciendo u !ro!ia e=!reión en la l;nea medial de la !laca neural Blo
una
f uen:e ecundaria
de morfógeno
ven:rali@an:e. En el !olo ro:ral de la !laca :u8o neural? la no:ocorda :er mina e Fer ciendo una ac:ividad ven:rali@an:e
con la ac:ividad del meodermo !r ecordal B!laca influenciar el
e!ecial
dearrollo
del
!recordalC? van
dienc7falo 8aal
a
B:egmen:o
dienceflicoC el 9i!o:lamo B!laca 8aal del !roenc7falo ecundar ioC.
282 DORSALIZACION Re!ec:o a la eGale dorali@an:e
da:o
de ma!eo de e=!reión gen7:ica? 9an demo:rado
mol7cula eGali@adora on miem8ro de la u!erfamilia de (&J8?
como $M P% B1)<""." Anof:almiaJmicrof:almia al:eracione de la l;nea media
MIM 11""6"C
$MP&
B"H<1'.'1C?
o de la familia 'nt
B'()*#1"<1'.1"C.
E:a eGale on !roducida !or el ec:odermo !erineural !rimero? m :arde !or la !laca del :ec9o.
$MPs 'nts
e e=!rean en la !laca del :ec9o? difunden !or la
r egione dorale del :u8o neural Fun:o con la eGale ven:rali@an:e B!rinci!almen:e
la eGal
S,,C? e:a8lecen un código
donde
la
com8inación molecular im!lica información !oicional a lo largo del eFe
D en el :u8o neural. Recien:emen:e? el !roduc:o del gen &gf2 9a ido iden:ificado como un fac:or neceario !ara el normal dearrollo de la
29
!laca alar dienceflica :elenceflica? median:e la in:eracción a nivel local con lo gene 'nt* 'nt +a. El reul:ado de e:e !roceo de regionali@ación D?
neural?
e la e!ecif icación de
la cua:ro
@ona
8ica
longi:udinale de la !ared neuroe!i:elial> la !laca del uelo? 8aal? alar
del :ec9o. E:o cua:ro :erri:orio van a generar :oda la e:ruc:ura neurale !reen:e en el eFe :ranveral Be decir?
en una rodaFaC del
cer e8r o>
AC L, /,),
'/ 1(/&
formar una
gl;a radial
e!ecial
e
man:iene duran:e muc9o :iem!o? incluo de!u7 del dearrollo. Produce? adem de S99? mol7cula gu;a Bcomo la netrinasE 1+!1'.1"C a:raen:e
alguna
regione
neuronale. La !laca
!ara lo a=one comiurale ven:rale ? en e!eciale
del uelo
:am8i7n
a:rae
!o8lacione
del rom8enc7falo !roduce la
neurona de lo nIcleo del rafe en el meenc7falo la de la u:ancia negra el rea :egmen:al ven:ral.
$C L, /,), 4,1,/ va a originar la regione eferen:e Bde alidaC !ara reali@ar la ac:ividad del SN# o8r e lo o:ro órgano del cuer!o como on> la neurona mo:ora la in:erneurona?
mo:ri@ la in:egración eni:ivoJmo:ora? la regione
de con:rol la neurona ef er en:e del i:ema au:ónomo? a; como
nervioo
el con:rol de la ecrecione glandulare
B!r inci!almen:e a :rav7 del 9i!o:lamo la neur o9i!óf iiC.
#C L, /,), ,/,% e donde e dearrollan lo cen:ro de !roceamien:o enorial la funcione neurale de anlii
e in:egración m
avan@ada. Su dearrollo e !aralelo al aumen:o de com!le Fidad e:ruc:ural
funcional de lo cere8ro. La !laca
alar del
!roenc7falo ecundario e el :elenc7f alo? donde el dearrollo de la cor:e@a cere8ral e el !roceo de maor varia8ilidad evolu:iva del cer e8r o
de
ver:e8rado. La cor:e@a cere8ral? en
!aralelo al
dearrollo de la !laca alar del dienc7falo Bel :lamoC? marca la 30
maore diferencia en la funcione cere8rale? con la a!arición de
la f uncione men:ale en alguna e!ecie. DC L, /,), '/ $)& va a dearrollar la comiura dorale? mu im!or:an:e en el !r oenc7f alo? donde e dearrollan el cuer!o
calloo?
la comiura del 9i!ocam!o? la comiura an:erior
!o:erior. (am8i7n on derivado de la !laca del :ec9o lo !le=o coroideo la glndula !ineal. '
29
MECANISMOS
MOLECULARES
UE
CONTROLAN
LA
REGIONALIZACION ANTEROPOSTERIOR La regionali@ación en
el eFe AP e el !roceo
conduce a la
generación de lo di:in:o :err i:or io :ranverale del :u8o neural. ,a evidencia de
SeGale moleculare ver :icale !ro!agada dede :eFido u8acen:e Bmeodermo endodermoC eGale !lanare ac:uando dede el organi@ador !rimario Bel nodoC a; como
dede el ec:odermo? van a
con:ri8uir a la e!ecificación AP del :u8o neural.
La !rimera eGal induce diferenciación 9acia el cere8ro an:erior el meenc7falo. La mol7cula eGal e la !ro:e;na de #er8eru BE-*
-!"".'C Lim1 B"/*# 1+<1"C
%:="
B0/1#
1)<"".'
Microf:almia
MIM> 61H1"*?
61'-26? 61H1"*C. E:o fac:ore on mol7cula clave !ara el dearrollo del organi@ador endomeod7rmico an:erior e:n im!licado en u efec:o
o8re
el neuroec:odermo.
cual
gene
Al:eracione de
!roducen em8rione
31
la función de carecen de
cere8ro an:erior meenc7falo en lo modelo animale? al:eracione oculare del :elenc7falo en 9umano.
M :arde? eGale ecundaria e Fer cen una influencia !o:eriori@an:e o8re la !laca neural? lo
e!inal.
La mol7cula
!o:eriori@an:e incluen el cido
candida:a
!ara
e : a
ac:ividad
re:inoico? &gf" B2321# )<"+J<"2C la
eGali@ación de Tn:. E:a mol7cula regulan la e=!reión de lo gene
de la familia ,o=. En lo mam;fero? e:a familia
de
gene
e:
com!ue:a !or '- gene e:rec9amen:e relacionado con la codificación de fac:ore de :rancri!ción? organi@ado en cua:ro
gru!o o clu:er
9omólogo? lo gru!o> A B+!1*."C? $ B1+<"1.'"C? # B1"<1'.1'C? D
B"<'1.1C. Lo gene ,o= !reen:an un l;mi:e an:erior de e=!r eión mu definido?
iden:ifica el l;mi:e
en:re
cam!o de
dearrollo en el
rom8enc7falo m7dula e!inal. La com8inación de
la e=!reione
de lo gene ,o= va egmen:ando molecularmen:e el neuroe!i:elio de e:a regione en rom8ómero mielómero? a; como el r e:o de lo derivado meod7rmico endod7rmico? donde :am8i7n e e=!rean.
El con Fun:o de gene ,o= e=!reado en un de:erminado egmen:o cor!oral o ceflico Bcódigo ,o=C regula la e=!r eión de o:ro gene de manera !ar:icular !ara
la región? de:erminando u carac:er;:ica
e:r uc:urale funcionale e!ec;f ica.
2 QCÓMO SE CONTRUYE LA COMPLEJIDAD DEL CEREBRO #omo 9emo vi:o? la regionali@ación de la !laca neural an:erior e el reul:ado de la u!er!oición de ml:i!le !a:rone :em!or oJe!aciale
de e=!reión de gene del dearrollo? !roliferación? migración diferenciación
celular. La com8inación de lo !a:rone en lo eFe D AP genera la red de !rimordio de la rea cere8rale . Por lo :an:o? lo cam!o del dearrollo regularn u !rograma de !roliferación diferenciación en 32
función de la inf or mación !oicional? codificada en forma de e=!reión de
un gru!o e!ec;fico de gene
!ara
cada
cam!o. De8emo a9ora
conocer cule on lo mecanimo
er una re!reen:ación car:eiana de lo e8o@o de lo :err i:or io cere8rale? en la do dimenione :o!ológica !rinci!ale del e!i:elio neural. En el in:erior de lo e8o@o cada
c7lula !rogeni:ora ado!:a
!rograma de dearrollo e!ec;fico egn u iden:idad molecular .
F*59 A %-%1#$,)*+# 1G(<$*), ' -,$% ' D-%1*+# 5=#*)&1 1&4% / -/,#& 15<#$,%*& '/ $(4& #(% ,/ BC ),<-&1 <&%3&5#=$*)&1 # / <&'/& -%&1<=%*)& L&1 5%,'*#$1 ' )&/&% %-%1#$,# /, 1 ,/*, )*+# ;*)(/,', - &% 1 ,/1 <&%3&5#=$*),1 ( ,)$*;,#
),1),',1
5=#*),1
%-%1#$,',1
&% 3/),1 /&1 1.<4&/&1 HS@
%-%1#$,# ,)$*;,)*+# K /&1 H"@ %-%1*+# ' /, D-%1*+# '/ 5# ' *,#,:
So8re e:e
ma!a
car:eiano de información !oicional? la iden:idad
neuronal o glial e ad
!rograma gen7:ico la influencia de la eGale am8ien:ale de origen
local.
E:a eGale am8ien:ale :ienen carc:er morfogen7:ico e 33
!roducen en lugare e!ec;fico en el :u8o neural?
como organi@adore ecundario. E:a regione e=!rean gene
dearrollo? e:a8leciendo la iden:idade regionale la !olaridad de la
c7lula !ara
neuroe!i:eliale . El e:a8lecimien:o de gradien:e de difuión
e:a
eGale morfogen7:ica e
in:er!re:a en
:7rmino de
regulación diferencial de la :rancri!ción genómica de la c7lula den:ro
del cam!o del dearrollo o8re el
(re regione de la !laca el :u8o neural e 9an iden:ificado como organi@adore ecundario> el !olo neural an:erior BANR a nivel de lo
8orde del neuro!oro an:erior en el :ec9o del !roenc7falo ecundar ioC?
la @ona limi:an:e in:ra:almica B0LI en el dienc7falo en:re !re:lamoC
el organi@ador del i:mo BIS% en:re
meenceflica rom8enceflicaC.
Son 8ien
la
:lamo
ve;cula
conocido lo
!r oceo
moleculare celulare
el dearrollo meenceflico !or delan:e del cere8elo !or de:r. La eGal
morfogen7:ica del
ANR el
IS% e
&gf2 B2324 1H<").'"
S;ndrome de UallmannE MIM> 61"+H"C. El gradien:e de difuión de &gf2
en
el
neuroe!i:elio ac:a
o8r e rece!:ore e!ec;fico regula
el
dearrollo de la regione an:eriore de la cor:e@a cere8ral? a; como el meenc7falo cere8elo Bre!ec:ivamen:eC. Se a8e
meno o8re
regionali@ación dienceflica la función reguladora de
la
la
0LI. La
mol7cula eGali@adora de la 0LI e S99? cua ac:ividad :iene :am8i7n
di:ri8ución gradien:al !ara
modular la e=!reión local de marcadore
regionale en el :lamo.
CAPITULO PARES CRANEALES
34
,acia la cuar:a emana del dearrollo a e o8ervan lo ncleo de lo 1" !are craneale. (odo lo nervio e=ce!:o el olfa:orio BIC el ó!:ico BIIC emergen del :ronco enceflico? de 7:o ólo el oculomo:or BIIIC emerge de fuera de la región del rom8enc7falo. En el rom8enc7falo? lo cen:ro de !roliferación en el neuroe!i:elio e:a8lecen oc9o egmen:o di:in:o? lo rom8ómero. V:o originan lo ncleo mo:ore de lo !are craneale I? ? I? Il? IK? K? KI KII. El e:a8lecimien:o de e:e !a:rón egmen:ario e al !arecer dirigido !or meodermo o8:enido en lo omi:ómero 8aFo el neuroe!i:elio de reve:imien:o. La neurona mo:ora de lo ncleo craneale e 9allan den:ro del :ronco enceflico? aun
CONCLUSIONES
•
El i:ema nervioo cen:ral e forma a !ar:ir del ec:odermo em8rionario. 35
•
En la 'W emana !aa !or la e:a!a de !laca? urco? :u8o neural? :iene do !orcione 8ien definida una an:erior dila:ada en forma de :re ve;cula
•
En la *W emana el em8rión :iene cinco ve;cula enceflica> El :elenc7falo el dienc7falo derivado del !roenc7falo? el meenc7falo el neuroe!i:elio ven:ricular? la ca!a del man:o o u:ancia gri la ca!a marginal o u:ancia 8lanca.
•
La inducción molecular del dearrollo de SN# e: dada !rinci!almen:e !or hog# la !ro:e;na S,,? fac:ore de la la e=!reión del gen !onic " ed ge u!erfamilia (&J8? la familia TN( la e=!reión de gene de la familia ,%K.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
36
