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10• JORNADAS -157-159, 1996 Embriopatogenia de las malformaciones congénitas del miembro superior DR. D. RUANO GIL; DR. P. GOLANÓ ALVAREZ; DR. P. FORCADA CALVET; DRA. Ma JOVÉ SANS Dividiremos este trabajo en dos apartados: 1. Desarrollo embriológico del miembro superior. 2. Patogenia de las malformacion es congénitas del miembro superior. Desarrollo embriologico del miembro superior Analizaremos ¿De dónde?, ¿Cómo? y ¿Porqué? se forman los miembros, capítulos que son fundamentales para interpretar la patogenia de las malformaciones congénitas de los miembros. ¿De dónde se forman los miembros?. El desarrollo del miembro superior se produce en el denominado campo del miembro superior, situado en la cresta de Wolff o engrosamiento del ectoblasto que se extiende de la cabeza a la cola a ambos lados del cuerpo embrionario (Fig. 1) La determinación del campo de los miembros se establece en fases precoces del desarrollo embrionario. El injerto del campo del miembro superior en otro embrión, da lugar a un miembro, que muestra si es miembro superior eincluso el lado aque pertenece, es decir, si es derecho o izquierdo. ¿Cómo se forman los miembros?. El primer esbozo de los miembros se observa en los embriones de 3 a 4 semanas de edad (4 mm) -en forma de unos abultamientos o mamelones situados a ambos lados del campo embrionario. Un día más tarde aparece el esbozo de los miembros inferiores que siempre van más atrasados en el desarrollo (Fig. 3). (~ ~-p R~ Fig. 3 ·Hacia las 5 semanas de edad (embrión de 10 a 12 mm), el esbozo de los miembros no sólo ha crecido, sino que se distinguen en el mismo 3 partes fundamentales, brazo, antebrazo y mano, donde aparecen posteriormente los dedos. En la mano en la sexta semana (13 mm) (Fig. 4) Fig. 1 En el campo del miembro superior se distinguen dos zonas, una central o prospectiva (P) que normalmente forma el miembro y otra periférica o de reemplazamiento (R) que sustituye a la anterior cuando es destruida. Si se lesionan las dos zonas no se forma el miembro. La formación del campo de los miembros se debe a la influencia de los somitos o segmentos primitivos vecinos (Fig. 2), según demostraron Guirao y Murillo (1959). (~ Fig. 4 Fig. 2 X JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA 157 © Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011. Departamento de Anatomía Humana. Facultad de Medicina. Universidad de Barcelona. DR. D. RUANO GIL; DR. P. GOLANÓ ALVAREZ; DR. P. FORCADA CALVET; DRA. M' JOVÉ SANZ Los cambios morfológicos descritos precedentemente están regulados por tres procesos que son fundamentales para que el miembro logre su forma definitiva. El primero de ellos es denominado "Patrón de crecimiento regional" y consiste en que a medida que el miembro se alarga, se ensancha proporcionalmente. Si este proceso se altera, se producirán malformaciones de la forma de los miembros (Fig. 5) El estudio histológico detallado del esbozo de los miembros, permite apreciar que están constituidos por una cubierta externa o ectoblasto que rodea al mesénquima de los miembros (Fig. 8). Fig. 8 © Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011. AER Areas de muerte celular se encuentran también en la parte anterior y posterior de la zona de transición entre antebrazo y mano, son las llamadas zona necrótica anterior (ANZ) y posterior (PNZ). que contribuyen a moldear perfectamente la muñeca (Fig. 7). El tercer proceso, se caracteriza por la diferente rotación que experimentan en el curso del desarrollo los miembros superiores e inferiores. Los primeros, rotan hacia detrás por lo que el codo se dispone posteriormente. Los segundos, hacia adelante y la rodilla adquiere su típica situación anterior. El ectoblasto se engruesa en el extremo distal de los miembro formando la cresta ectodérmica apical (AER). y el mesoblasto presenta un área muy poco diferenciada o zona de progresión (ZP). En el curso del desarrollo el mesoblasto o tejido conjuntivo embrionario se condensa formando los moldes de los huesos del miembro superior. En el seno de estas condensaciones en el primer mes de la vida embrionaria, se inicia la formación del tejido cartilaginoso de los huesos. Esta condrificación, según algunos autores, se realiza según una secuencia próximo-distal y de tal modo que las partes más distales forman más piezas cartilaginosas que las precedentes. Entre el primer y segundo mes del embarazo comienza la osificación. No describiremos los diferentes puntos de osificación de los huesos del miembro superior, remitiendo para ello al lector a los tratados especializados. Entre los huesos se forman las articulaciones, para cuyo desarrollo definitivo son necesarios los movimientos embrionarios. Nosotros con Llusá (1988) demostramos que el desarrollo de las articulaciones coincide con el inicio de los movimientos embrionarios. Con Nardi (1978) en nuestro laboratorio, comprobamos que el desarrollo de las articulaciones se detiene por la paralización de los movimientos embrionarios o se agiliza por el incremento de los mismos. Simultáneamente con los huesos y articulaciones se forman los músculos para cuyo desarrollo no son indispensables los nervios, pero si para su correcta disposición y estratificación, tal como demostramos con Puchades Orts (1966). ¿Porqué se forman los miembros?. El análisis de los factores que dirigen el desarrollo de los miembros es fundamental para interpretar el mecanismo patogénico de las malformaciones de los miembros. En el estado actual de nuestros conocimientos, podemos afirmar que el conjunto de factores que conducen a la formación de un miembro normal. se deben auna serie de influencias mutuas entre los dos tejidos que embriológicamente lo integran. El factor inicial procedería del mesoblato que determinaría la formación en el ectoblasto de las cresta ectodérmica apical, la cual emitiría una señal que provocaría el crecimiento en dirección distal del esbozo del miembro. Si se destruye la cresta ectodérmica apical. se detiene el desarrollo del miembro produciéndose amelia, adactília, etc., según han demostrado diversos autores (Ruano y Suso Vergara en 1978, etc.. ). Esta función de la cresta ectodérmica apical es mantenida por el mesoblasto. Si se interrumpe su relación se producen malformaciones de los miembros (Orts Llorca y Murillo, 1964). Pero mientras crece distalmente el esbozo del miembro por la acción de la cresta ectodérmica apical, la zona de progresión del mesoblasto va dejando células, que adquieren la propiedad de formar brazo, antebrazo y mano con dedos. Ello explica porque la destrucción de las células del brazo no impide que se desarrolle el resto del miembro, es decir, el antebrazo con la mano y dedos que se implantará directamente en el tronco (focomelia) (Fig. 9). Fig. 7 Fig. 9 Fig. 5 El segundo proceso corresponde a la "muerte celular", genéticamente programada, que no es privativa en el desarrollo de los miembros, si no que se produce en otros lugares del cuerpo embrionario y es fundamental para la normal morfogénesis de muchos órganos (corazón, etc). En los miembros, durante el desarrollo se producen áreas de muerte celular entre el esbozo de los dedos, la zona necrótica interdigital (INZ "interdigital necrotic zone''). que moldea los dedos y contribuye a la separación de los mismos (Fig. 6). La supresión de esta zona, como demostraron Menkes y Deleanu (1964) en embriones de pollo, conduce a sindactílias. En los embriones de pato, donde habitualmente existe una sindachlia en el adulto, no existe zona necrótica interdigital. INZ Fig. 6 158 X JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA Embriopatogenia de las malformaciones congénitas del miembro superior Existen otras partes del mesoblasto y ectoblasto que desempeñan un papel importante en la morfogénesis de los miembros. En el mesoblasto se encuentra una zona de actividad polarizante (PAZ) situada cerca de la zona necrótica posterior, que modula la disposición látero-medial de los dedos en la mano, es decir, que la forma de los dedos dependería de la distancia que tienen de la zona de actividad polarizante (Fig. 10). DEFECTO MIEMBRO MANO PIE DEDOS Armelia Hemimelia Aqueiria Apodia Adactilia MANO O PIE HENDIDO Fig.l3 Fig. 13 Fig. 10 El ectoblasto que cubre en la mano la futura región ventral y dorsal también sería fundamental para la orientación definitiva de la palma y parte dorsal, de tal modo de que si experimentalmente se cambia esta disposición se obtendrían manos con aquellas áreas invertidas, ocupando la palma la situación de la región dorsal y viceversa (Fig. 11). Los datos precedentemente mencionados son de capital importancia para interpretar la. El engrosamiento de la cresta ectodérmica apical en determinados puntos determinaría la aparición de dedos supernumerarios típicos de la polidactília. 2. Causas de las malformaciones congénitas del miembro superior. Son difíciles de determinar. Se ha invocado, como en todas las malformaciones congénitas, la existencia de factores hereditarios y adquiridos o ambientales, de entre los que destacarían la ingestión por la madre durante el embarazo de medicamentos (talidomida), infecciosos (rubéola y varicela), tóxicos ( alcoholismo, tabaquismo), enfermedades (diabetes), factores físicos (Rayos X, radiaciones atómicas), etc. Pero lo importante en una malformación no es el agente o factor que la produce, sino el estadio del desarrollo en que actúa, es decir el período terminal teratogenético. En el caso de las malformaciones del miembro superior, este período se extiende de la 3a a 4a semana del embarazo hasta la 6a a 7a. Bibliografía Fig. 11 Patogenia de las malformaciones congénitas del miembro superior En la patogénia de toda malformación congénita debe distinguirse el mecanismo que la produce de la causa íntima que la determina. 1. El mecanismo que conduce a una malformación congénita está determinado por una alteración de los procesos morfogenéticos descritos en el desarrollo del miembro superior, que pueden conducir a una malformación por efecto y exceso, que en definitiva traducen un defecto o exceso de la cresta ectodérmica apical. En las malformaciones por defecto es evidente que la destrucción de la cresta ectodérmica apical producirá, según el estadio del desarrollo, amelía, hemimelia, ausencia de mano o adactília (ausencia de dedos) (Fig. 12). • La destrucción de la parte media de la cresta ectodérmica apical conduce a la mano hendida en la que faltan huesos y partes blandas de la zona central de la misma (Fig. 13). La ausencia de zona necrótica interdigital producirá sindactílias ... En las malformaciones por exceso la teórica división de la cresta ectodérmica apical producirá un desdoblamiento del miembro según ha demostrado experimentalmente Orts Llorca y Murillo Ferrol (1964). 1. FELL, H.B.: The histogenesis of cartilage and bone in the long bones of the embryonic fowl. J Morphol Physiol, 40: 417, 1925 2. GUIRAO, M.; MuRILLo-FERRoL, N.L.; TORRALBA, A.; ROCA, L.: Fenocopias experimentales del aparato locomotor. Revista de Ortopedia y Traumatología, 3: 422-428, 1959. 3. LLUSA PÉREZ, M.; SUSO-VERGARA, S.; RUANO GIL, D.: Recording of chick embryo movements and their correlation with joint development. Acta Anat, 132: 55-58, 1988. 4. MENKES, B.; DELENEAU, M.: Leg differentiation and experimental syndactyly in chick embryos. Rev Roum Embryol Cytol Ser Embryol, 1: 69-77, 1964. 5. ORTS-LLORcA, F.; MURILLO-FERROL, N.L.: Duplicités expérimentales des membres chez 1 embryon de poulet. 2a Réunion Eur dAnatomie Brs CRAss Ant, 122:294-303, 1964. 6. 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