23.3: Etapa Embrionaria

¿El momento más importante de tu vida?

En muchas culturas, el matrimonio —junto con el nacimiento y la muerte— se considera el acontecimiento vital más fundamental. Para el biólogo pionero del desarrollo Lewis Wolpert, sin embargo, estos eventos de la vida están sobrevalorados. Según Wolpert, “no es el nacimiento, el matrimonio o la muerte, sino la gastrulación, que es realmente el momento más importante de tu vida”. La gastrulación es un evento biológico importante que ocurre temprano en la etapa embrionaria del desarrollo humano.

Figura\(\PageIndex{1}\): Pareja de novios en Kandy Sri Lanka

Definición de la Etapa Embrionaria

Después de que un blastocisto se implanta en el útero alrededor del final de la primera semana después de la fertilización, su masa celular interna, que se llamaba embrioblasto, ahora se conoce como el embrión. La etapa embrionaria dura hasta la octava semana siguiente a la fecundación, después de lo cual el embrión se llama feto. La etapa embrionaria es corta, durando sólo unas siete semanas en total, pero los desarrollos que ocurren durante esta etapa provocan enormes cambios en el embrión. Durante la etapa embrionaria, el embrión no sólo se vuelve más grande sino también mucho más complejo. La figura\(\PageIndex{2}\) muestra un embrión de ocho a nueve semanas de edad. Los dedos de los pies, la cabeza, los ojos y otras estructuras del embrión son visibles. No es exagerado decir que la etapa embrionaria sienta las bases necesarias para todas las etapas restantes de la vida.

Figura\(\PageIndex{2}\): Un embrión de ocho a nueve semanas

Desarrollo Embrionario

A partir de la segunda semana después de la fecundación, el embrión comienza a desarrollar distintas capas celulares, formar el sistema nervioso, producir células sanguíneas y formar muchos órganos. Al final de la etapa embrionaria, la mayoría de los órganos han comenzado a formarse, aunque seguirán desarrollándose y creciendo en la siguiente etapa (la del feto). A medida que el embrión sufre todos estos cambios, sus células experimentan continuamente mitosis, permitiendo que el embrión crezca en tamaño, así como complejidad.

Figura\(\PageIndex{3}\): Blastula y Gastrula. La blástula está compuesta por una capa con un Blastocoel en su interior. Algunas células de la capa externa se pliegan en el Blastocoel para crear un Blastopore. Esta invaginación también da lugar a tres capas germinales. Este diagrama está codificado por colores. Ectodermo, azul. Endodermo, verde. Blastocoel (el saco vitelino), amarillo. Archenteron (el intestino), púrpura.

Gastrulación

A finales de la segunda semana después de la fecundación, la gastrulación ocurre cuando una blástula, compuesta por una capa, se pliega hacia adentro y se agranda para crear una gastrula. Una gastrula tiene 3 capas germinales: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. Algunas de las células del ectodermo de la blástula colapsan hacia adentro y forman el endodermo.

La fase final de la gastrulación es la formación del intestino primitivo que eventualmente se desarrollará en el tracto gastrointestinal. Un pequeño agujero, llamado blastoporo, se desarrolla en un lado del embrión. La blastopora se profundiza y se convierte en el ano. El blastoporo continúa haciendo un túnel a través del embrión hacia el otro lado, donde forma una abertura que se convertirá en la boca. Si esta blastospora se desarrolla en una boca o en un ano determina si el organismo es un protostoma o un deuterostoma. Con un tubo digestivo en funcionamiento, la gastrulación ya está completa.

Cada una de las tres capas germinales del embrión eventualmente dará lugar a diferentes células, tejidos y órganos que conforman todo el organismo, lo que se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Por ejemplo, la capa interna (el endodermo) eventualmente formará células de muchas glándulas y órganos internos, incluidos los pulmones, los intestinos, la tiroides, el páncreas y la vejiga. La capa media (el mesodermo) formará células del corazón, la sangre, los huesos, los músculos y los riñones. La capa externa (el ectodermo) formará células de la epidermis, sistema nervioso, ojos, oídos internos y muchos tejidos conectivos.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Las capas germinales y lo que dan origen

Capa Germen	Da origen a
Ectodermo	La epidermis, las glándulas de la piel, algunos huesos craneales, la médula pituitaria y suprarrenal, el sistema nervioso, la boca entre la mejilla y las encías, el ano
Mesodermo	Tejidos conectivos, hueso, cartílago, endotelio sanguíneo de vasos sanguíneos, músculos, membranas sinoviales, membranas serosas, riñones, revestimiento de gónadas
Endodermo	El revestimiento de las vías respiratorias y el sistema digestivo, excepto la polilla y la parte distal del sistema digestivo. Glándulas digestivas, endocrinas y suprarrenales.

Neurulación

Figura\(\PageIndex{4}\): Las células precursoras neuronales se pliegan y alargan para formar el tubo neural Las células del mesodermo se condensan para formar una varilla que enviará señales para redirigir las células del ectodermo arriba. Este pliegue a lo largo del tubo neural configura el sistema nervioso central vertebrado.

Después de la gastrulación, el siguiente gran desarrollo en el embrión es la neurulación, la cual ocurre durante las semanas tres y cuatro después de la fecundación. Este es un proceso en el que el embrión desarrolla estructuras que eventualmente se convertirán en el sistema nervioso. La neurulación se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Comienza cuando se forma una estructura de células diferenciadas llamada placa neural a partir del ectodermo. Luego, la placa neural comienza a plegarse hacia adentro hasta que convergen sus bordes. La convergencia de los bordes de la placa neural también da como resultado la formación de un tubo neural. La mayor parte del tubo neural eventualmente se convertirá en la médula espinal. El tubo neural también desarrolla una protuberancia en un extremo, que posteriormente se convertirá en el cerebro.

Organogénesis

Además de la neurulación, a la gastrulación le sigue la organogénesis, cuando los órganos se desarrollan dentro de las capas germinales recién formadas. La mayoría de los órganos comienzan a desarrollarse durante la tercera a octava semana después de la fertilización. Continuarán desarrollándose y creciendo durante el siguiente periodo fetal.

El corazón es el primer órgano funcional que se desarrolla en el embrión. Los vasos sanguíneos primitivos comienzan a desarrollarse en el mesodermo durante la tercera semana después de la fertilización. Un par de días después, el corazón comienza a formarse en el mesodermo cuando crecen dos tubos endocárdicos. Los tubos migran uno hacia el otro y se fusionan para formar un solo tubo primitivo del corazón. Alrededor del día 21 o 22, el corazón tubular comienza a latir y bombear sangre, aun cuando continúa desarrollándose. Para el día 23, el corazón primitivo ha formado cinco regiones distintas. Estas regiones se desarrollarán en las cámaras del corazón y los septos (paredes) que los separan al final de la octava semana después de la fertilización.

Otros desarrollos en el embrión

Varios otros desarrollos importantes que ocurren durante la etapa embrionaria se resumen cronológicamente a continuación, comenzando con la quinta semana después de la fecundación.

Semana Cinco

Para la semana cinco después de la fecundación, el embrión mide aproximadamente 4 mm (0.16 pulg.) de longitud y ha comenzado a curvarse en forma de C. Durante esta semana, se llevan a cabo los siguientes desarrollos:

• Se forman surcos llamados arcos faríngeos. Estos se desarrollarán en la cara y el cuello.
• Los oídos internos comienzan a formarse.
• Los brotes del brazo son visibles.
• Comienzan a formarse el hígado, el páncreas, el bazo y la vesícula biliar.

Semana Seis

Para la semana seis después de la fecundación, el embrión mide aproximadamente 8 mm (0.31 pulg.) de longitud. Durante la sexta semana, algunos de los desarrollos que ocurren incluyen:

• Los ojos y la nariz comienzan a desarrollarse.
• Los brotes de las piernas se forman y las manos se forman como paletas planas en los extremos de los brazos.
• Los precursores de los riñones comienzan a formarse.
• El estómago comienza a desarrollarse.

Semana Siete

Para la semana siete, el embrión mide alrededor de 13 mm (0.51 pulg.) de longitud. Durante esta semana, algunos de los desarrollos que se llevan a cabo incluyen:

• Los pulmones comienzan a formarse.
• Los brazos y las piernas se han alargado, y las manos y los pies han comenzado a desarrollar dígitos.
• El sistema linfático comienza a desarrollarse.
• Comienza el desarrollo prenatal primario de los órganos sexuales.

Semana Ocho

Para la semana ocho —que es la última semana de la etapa embrionaria— el embrión mide alrededor de 20 mm (0.79 pulg.) de longitud. Durante esta semana, algunos de los desarrollos que ocurren incluyen:

• Los pezones y los folículos pilosos comienzan a desarrollarse.
• Las orejas externas comienzan a formarse.
• El rostro adquiere una apariencia humana.
• Los latidos cardíacos fetales y los movimientos de las extremidades se pueden detectar por
• Todos los órganos esenciales al menos han comenzado a formarse.

Riesgos Genéticos y Ambientales para el Desarrollo Embrionario

La etapa embrionaria es un periodo crítico de desarrollo. Los eventos que ocurren en el embrión sientan las bases de prácticamente todas las diferentes células, tejidos, órganos y sistemas de órganos del cuerpo. Es probable que los defectos genéticos o las exposiciones ambientales dañinas durante esta etapa tengan efectos devastadores en el organismo en desarrollo. Pueden hacer que el embrión muera y sea abortado espontáneamente (también llamado aborto espontáneo). Si el embrión sobrevive y continúa desarrollándose y creciendo como feto, es probable que tenga defectos congénitos.

Se sabe que las exposiciones ambientales tienen efectos adversos en el embrión incluyen:

• Consumo de alcohol: La exposición del embrión al alcohol procedente de la sangre de la madre puede provocar un trastorno del espectro alcohólico fetal. Los niños que nacen con este trastorno pueden tener déficits cognitivos, retrasos en el desarrollo, problemas de comportamiento y rasgos faciales distintivos.
• Infección por virus de la rubéola: En adultos, la rubéola (sarampión alemán) es una enfermedad relativamente leve, pero si el virus pasa de una madre infectada a su embrión, puede tener graves consecuencias. El virus puede causar la muerte fetal, o resultar en una diversidad de defectos congénitos, como defectos cardíacos, microcefalia (cabeza anormalmente pequeña), problemas de visión y audición, déficits cognitivos, problemas de crecimiento y daño hepático y bazo.
• Radiación de radiografías diagnósticas o radioterapia en la madre: La radiación puede dañar el ADN y causar mutaciones en las células germinales embrionarias. Cuando las mutaciones ocurren en una etapa tan temprana de desarrollo, se transmiten a las células hijas en muchos tejidos y órganos, lo que es probable que tenga graves impactos en la descendencia.
• Deficiencias nutricionales: Una dieta materna carente de ciertos nutrientes puede causar defectos congénitos. El defecto congénito llamado espina bífida es causado por la falta de folato cuando el sistema nervioso se está formando por primera vez, lo que ocurre temprano en la etapa embrionaria. En este trastorno, el tubo neural no se cierra completamente y puede provocar parálisis por debajo de la región afectada de la médula espinal.

Estructuras extraembrionarias

Varias estructuras se forman simultáneamente con el embrión. Estas estructuras ayudan a que el embrión crezca y se desarrolle. Estas estructuras extraembrionarias incluyen la placenta, corion, saco vitelino y amnios.

Placenta

La placenta es un órgano temporal que proporciona una conexión entre un embrión en desarrollo (y posteriormente el feto) y la madre. Sirve como un conducto del organismo materno a la descendencia para la transferencia de nutrientes, oxígeno, anticuerpos, hormonas y otras sustancias necesarias. También pasa los productos de desecho (como la urea y el dióxido de carbono) de la descendencia a la sangre de la madre para su excreción del cuerpo de la madre.

Figura\(\PageIndex{5}\): La placenta es un salvavidas que se desarrolla entre el embrión y la madre. Permite la transferencia de sustancias entre ellos. La cavidad amniótica está rodeada por una membrana llamada amnios, que se forma como un saco alrededor del embrión en desarrollo. El saco vitelino nutre el embrión temprano y el corión se desarrolla en la porción fetal de la placenta.

La placenta comienza a desarrollarse después de que el blastocisto se ha implantado en el revestimiento uterino. La placenta consiste en tejidos tanto maternos como fetales. La porción materna de la placenta se desarrolla a partir de los tejidos endometriales que recubren el útero. La porción fetal se desarrolla a partir del trofoblasto, que forma una membrana fetal llamada corión (descrita a continuación). Las vellosidades parecidas a dedos del corion penetran en el endometrio. Las vellosidades comienzan a ramificarse y desarrollar vasos sanguíneos a partir del embrión.

Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\), la sangre materna fluye hacia los espacios entre las vellosidades coriónicas, permitiendo el intercambio de sustancias entre la sangre fetal y la sangre materna sin que las dos fuentes de sangre se entremezclen realmente. El embrión se une a la porción fetal de la placenta por un tallo estrecho de conexión. Este tallo se desarrolla en el cordón umbilical, que contiene dos arterias y una vena. La sangre del feto ingresa a la placenta a través de las arterias umbilicales, intercambia gases y otras sustancias con la sangre de la madre, y viaja de regreso al feto a través de la vena umbilical.

Corón, saco vitelino y amnios

Además de la placenta, el corión, el saco vitelino y el amnios también se forman alrededor o cerca del embrión en desarrollo en el útero. Su desarrollo temprano en el disco embrionario bilaminar se ilustra en la Figura\(\PageIndex{5}\).

• Corón: El corión es una membrana formada por mesodermo extraembrionario y trofoblasto. El corión experimenta una rápida proliferación y forma las vellosidades coriónicas. Estas vellosidades invaden el revestimiento uterino y ayudan a formar la porción fetal de la placenta.
• Saco vitelino: El saco vitelino (o saco) es un saco membranoso adherido al embrión y formado por células del hipoblasto. El saco vitelino proporciona nutrición al embrión temprano. Después de que el corazón tubular se forma y comienza a bombear sangre durante la tercera semana después de la fertilización, la sangre circula por el saco vitelino, donde absorbe nutrientes antes de regresar al embrión. Al final de la etapa embrionaria, el saco vitelino se habrá incorporado al intestino primitivo, y el embrión obtendrá sus nutrientes de la sangre de la madre a través de la placenta.
• Amnión: El amnios es una membrana que se forma a partir del mesodermo y ectodermo extraembrionario. Crea un saco, llamado saco amniótico, alrededor del embrión. Hacia aproximadamente la cuarta o quinta semana de desarrollo embrionario, el líquido amniótico comienza a acumularse dentro del saco amniótico. Este líquido permite movimientos libres del feto durante las últimas etapas del embarazo y también ayuda a amortiguar al feto de posibles lesiones.

Característica: Mi cuerpo humano

Asume que llevas muchos meses intentando concebir y que acabas de enterarte de que finalmente estás embarazada. Puede que tengas la tentación de celebrar la buena noticia con un brindis con champaña, pero no vale la pena el riesgo. El alcohol puede atravesar la placenta y entrar en la sangre del embrión (o del feto). En esencia, cuando una mujer embarazada bebe alcohol, también lo hace su hijo por nacer. El alcohol en el embrión (o feto) puede causar muchas anomalías en el crecimiento y desarrollo.

Figura\(\PageIndex{6}\): Reconocimiento facial del síndrome alcohólico fetal

Un niño expuesto al alcohol en el útero puede nacer con un trastorno del espectro alcohólico fetal (TEAF), el más grave de los cuales es el síndrome alcohólico fetal (SAF). Los signos y síntomas del FAS pueden incluir apariencia craneofacial anormal (Figura\(\PageIndex{6}\)), estatura corta, bajo peso corporal, déficits cognitivos y problemas de comportamiento, entre otros. El riesgo de TEAF y su gravedad si ocurren dependen de la cantidad y frecuencia del consumo de alcohol, y también de la edad del embrión o feto cuando se consume el alcohol. Generalmente, un mayor consumo más temprano en el embarazo es más perjudicial. Sin embargo, no se conoce la cantidad, frecuencia o momento en el que se sabe que beber sea seguro durante el embarazo. La buena noticia es que los TEAF son completamente prevenibles al abstenerse de consumir alcohol durante el embarazo y al intentar concebir.

Revisar

1. ¿Cuándo ocurre la etapa embrionaria?
2. Nombra algunos de los principales desarrollos que ocurren durante la etapa embrionaria.
3. ¿Qué es el disco embrionario? ¿Cuándo y cómo se forma?
4. Definir gastrulación. ¿Cuándo ocurre?
5. Identificar las tres capas germinales embrionarias. Dar ejemplos de tipos celulares específicos que se originan en cada capa germinal.
6. ¿Qué sucede durante la neurulación? ¿Cuándo ocurre?
7. Definir organogénesis. ¿Cuándo tiene lugar la organogénesis en el embrión?
8. ¿Cuál es el primer órgano funcional que se desarrolla en el embrión? ¿Cuándo empieza a funcionar este órgano?
9. Identificar algunos de los desarrollos que ocurren durante las semanas cinco a ocho de la etapa embrionaria.
10. Enumerar tres exposiciones ambientales que pueden causar defectos congénitos durante la etapa embrionaria.
11. Identificar las estructuras extraembrionarias que se forman al mismo tiempo que el embrión y ayudan al embrión a crecer y desarrollarse. Dar una función de cada estructura.
12. Ponga los siguientes eventos en orden de cuando ocurran, de lo más temprano a lo último:
    1. formación del tubo neural
    2. formación de las tres capas germinales
    3. formación de la racha primitiva
    4. incorporación del saco vitelino en el embrión
13. Verdadero o Falso: El sistema nervioso se desarrolla a partir de la misma capa germinal que lo hacen las células de la piel.
14. Verdadero o Falso: Los brotes de las piernas se forman durante la gastrulación.
15. ¿Cuáles son los dos tejidos producidos por el hipoblast?

Explora más

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Conoce más sobre espina bífida aquí:

Atribuciones

1. Pareja de bodas en Kandy Sri Lanka por Peter van der Sluijs, CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons
2. Embrión humano por Anatomist 90, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Blastula y Gastrula por Abigail Pyne, dominio público vía
4. Neurulación de Stephen Walter Ranson, Dominio público, vía Wikimedia Commons
5. Desarrollo de placenta por OpenStax College, CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
6. FASD por Teresa Kellerman, CC BY-SA 3.0 vía Wikimedia Commons
7. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0