43.6A: Organogénesis

Durante la organogénesis, las tres capas germinales del embrión se diferencian y se especializan aún más para formar los diversos órganos del cuerpo.

Objetivos de aprendizaje

• Describir el proceso de organogénesis en vertebrados

Puntos Clave

• Las células en el ectodermo son señaladas por moléculas llamadas factores de crecimiento para formar la placa neural, que se enrolla para formar una estructura llamada tubo neural; el tubo neural eventualmente se desarrollará en el cerebro y la médula espinal.
• La diferente expresión de varios genes controla la diferenciación del mesodermo en tejido conectivo, así como las costillas, la columna vertebral, el músculo esquelético y los pulmones.
• El endodermo forma el revestimiento del tracto digestivo, así como los forros de todas las glándulas que se vaciarán en el tracto digestivo; también forma una amplia variedad de órganos internos.

Términos Clave

• organogénesis: la formación y desarrollo de los órganos de un organismo a partir de células embrionarias
• ectodermo: la más externa de las tres capas de tejido en el embrión de un animal metazoico, que producirá la epidermis (piel) y el sistema nervioso del adulto
• mesodermo: una de las tres capas de tejido en el embrión de un animal metazoico, que producirá muchos órganos internos del adulto como los músculos, la columna vertebral y el sistema circulatorio
• endodermo: una de las tres capas de tejido en el embrión de un animal metazoico, que producirá el sistema digestivo y otros órganos internos del adulto
• placa neural: haz grueso y plano de ectodermo formado en embriones vertebrados tras la inducción por la notocorda

Organogénesis

La organogénesis es el proceso por el cual las tres capas de tejido germinal del embrión, que son el ectodermo, el endodermo y el mesodermo, se desarrollan en los órganos internos del organismo. Los órganos se forman a partir de las capas germinales a través de la diferenciación: el proceso por el cual una célula menos especializada se convierte en un tipo celular más especializado. Esto debe ocurrir muchas veces ya que un cigoto se convierte en un organismo completamente desarrollado. Durante la diferenciación, las células madre embrionarias expresan conjuntos específicos de genes que determinarán su último tipo celular. Por ejemplo, algunas células del ectodermo expresarán los genes específicos de las células de la piel. Como resultado, estas células se diferenciarán en células epidérmicas. Por lo tanto, el proceso de diferenciación está regulado por cascadas de señalización celular.

En los vertebrados, uno de los pasos primarios durante la organogénesis es la formación del sistema neural. El ectodermo forma células y tejidos epiteliales, así como tejidos neuronales. Durante la formación del sistema neural, moléculas especiales de señalización llamadas factores de crecimiento señalan algunas células en el borde del ectodermo para que se conviertan en células de la epidermis. Las células restantes en el centro forman la placa neural. Si se alterara la señalización por factores de crecimiento, entonces todo el ectodermo se diferenciaría en tejido neural. La placa neural sufre una serie de movimientos celulares donde se enrolla y forma un tubo llamado tubo neural. En un mayor desarrollo, el tubo neural dará lugar al cerebro y a la médula espinal.

Figura\(\PageIndex{1}\): Formación del tubo neural: La región central del ectodermo forma el tubo neural, que da lugar al cerebro y a la médula espinal.

El mesodermo que se encuentra a ambos lados del tubo neural vertebrado se desarrollará en los diversos tejidos conectivos del cuerpo animal. Un patrón espacial de expresión génica reorganiza el mesodermo en grupos de células llamadas somitas, con espacios entre ellos. Los somitas se desarrollarán aún más en las costillas, los pulmones y el músculo segmentario (columna vertebral). El mesodermo también forma una estructura llamada notocorda, que tiene forma de varilla y forma el eje central del cuerpo animal.

Figura\(\PageIndex{1}\): Mesodermo: El mesodermo ayuda en la producción de músculos cardíacos, músculo esquelético, músculo liso, tejidos dentro de los riñones y glóbulos rojos.

El endodermo consiste, en un principio, en células aplanadas, que posteriormente se convierten en columnas. Forma el revestimiento epitelial de todo el tubo digestivo (excepto parte de la boca y la faringe) y la parte terminal del recto (que está forrada por involuciones del ectodermo). También forma las células de revestimiento de todas las glándulas que se abren al tubo digestivo, incluidas las del hígado y páncreas; el epitelio del tubo auditivo y la cavidad timpánica; la tráquea, los bronquios y las células de aire de los pulmones; la vejiga urinaria y parte de la uretra; y el revestimiento folículo del glándula tiroides y timo. Adicionalmente, el endodermo forma órganos internos incluyendo el estómago, el colon, el hígado, el páncreas, la vejiga urinaria, las partes epiteliales de la tráquea, los pulmones, la faringe, la tiroides, la paratiroides y los intestinos.