Desarrollo del esqueleto axial

El esqueleto fetal comienza a desarrollarse poco después de la gastrulación, que es cuando se forma el disco trilaminar con las capas de ectodermo, mesodermo y endodermo.

El esqueleto consta de dos partes: el esqueleto axial, que incluye los huesos del cráneo, las vértebras, la caja torácica y el esternón, y el esqueleto apendicular, que comprende la cintura pélvica, la cintura escapular y los huesos de las extremidades.

Los huesos del esqueleto axial proceden en su mayoría de la capa del mesodermo, excepto algunos huesos del cráneo que proceden del ectodermo.

Todos los huesos del esqueleto apendicular provienen del mesodermo.

Durante la tercera semana, el embrión pasa de ser un organismo plano a una criatura más tubular, al plegarse a lo largo de sus ejes longitudinal y lateral.

Al mismo tiempo, se forma un cordón sólido de mesodermo llamado notocorda en la línea media del embrión.

Por encima de la notocorda, el ectodermo se invagina para formar el tubo neural, un precursor temprano del sistema nervioso central.

Este es el primer eje de simetría del embrión, y el mesodermo a cada lado del tubo neural se diferencia en 3 porciones distintas: flanqueando inmediatamente el tubo neural, está el mesodermo paraxial.

A continuación, está el mesodermo intermedio y, por último, el mesodermo de la placa lateral.

El mesodermo intermedio da lugar a los sistemas urinario y genital, mientras que el mesodermo paraxial y el mesodermo de la placa lateral trabajan juntos para dar lugar a la mayoría de los huesos y músculos del organismo.

El primer paso en el desarrollo del esqueleto se produce cuando el mesodermo paraxial se segmenta en bloques de tejido mesodérmico llamados somitas, que están formados por muchas células en forma de cubo.

A continuación, las somitas se dividen en tres poblaciones celulares diferentes: el esclerotoma, que forma las vértebras, la caja torácica y la parte inferior del hueso occipital; el dermatoma, que forma la piel de la espalda; y el miotoma, que forma los músculos de la espalda, las extremidades y los intercostales.

Mientras tanto, el mesodermo de la placa lateral se divide en las capas mesodermo parietal y mesodermo visceral.

El mesodermo parietal forma las primeras yemas de las extremidades, los huesos de la cintura pélvica y la cintura escapular y el esternón, mientras que el mesodermo visceral ayuda a formar órganos como el corazón, los pulmones y los órganos del tubo digestivo.

Así, el esqueleto axial proviene principalmente de las células del mesodermo paraxial y de la placa lateral.

En la región de la cabeza, otro grupo de células que proviene de la capa de ectodermo, llamadas células de la cresta neural, contribuye al desarrollo del cráneo.

Antes de que puedan convertirse en hueso, todos estos tipos de células diferentes se transforman primero en células mesenquimatosas pluripotenciales a través de un proceso llamado transición epitelial a mesenquimatosa.

Las células mesenquimatosas resultantes tienen propiedades especiales, como la capacidad de migrar a diferentes sitios y dar lugar a distintos órganos y tejidos, incluidos los huesos.

A partir de aquí, los huesos del feto pueden formarse de dos maneras.

En primer lugar, está la osificación endocondral, en la que las células mesenquimatosas se diferencian primero en condrocitos que construyen un modelo de cartílago hialino que luego se convierte en hueso.

Cuando esto sucede, el centro de este modelo de cartílago es el centro primario de osificación, y los vasos sanguíneos entran en él, llevando nutrientes y osteoblastos que ayudan a construir el hueso (B por build, en inglés), así como osteoclastos que destruyen el hueso (C por collapse, en inglés).

Los osteoblastos sustituyen a los condrocitos en el centro de osificación primario y comienzan a sustituir el cartílago por hueso.

A medida que los huesos se hacen más gruesos y resistentes, los osteoclastos empiezan a perforar el centro del hueso, haciéndolo más poroso, y así es como aparece la médula ósea.

La mayoría de los huesos se forman por osificación endocondral, excepto las clavículas y los huesos del cráneo, como los parietales y el frontal, así como el maxilar, la mandíbula, el hueso nasal y partes de los huesos temporales y occipital.

Estas excepciones se forman mediante osificación intramembranosa, que es cuando las células mesenquimatosas se diferencian en osteoblastos que crean el centro de osificación primario y comienzan a construir hueso sin ningún modelo de cartílago.

Como antes, los vasos sanguíneos llegan al centro de osificación primario, que ya tiene osteoblastos, y aportan nutrientes.

Vamos a empezar por la parte superior y a analizar el desarrollo del cráneo.

El cráneo tiene dos partes principales: el neurocráneo, que es la cubierta dura que protege el encéfalo, y el viscerocráneo, que constituye las estructuras subyacentes a la cara.

El neurocráneo se divide a su vez en dos partes: en primer lugar, está el neurocráneo membranoso, que se forma por osificación intramembranosa y constituye los huesos planos del cráneo.

Estos huesos planos rodean el encéfalo.

Se puede pensar en un casco protector: en la parte anterior está el hueso frontal, arriba están los huesos parietales, detrás hay una parte de los huesos parietales y el hueso occipital, y en la parte lateral hay un pequeño punto especial donde se encuentran los huesos parietales, occipital y temporales.