Neurodesarrollo

Segmentación del cigoto e implantación del embrión

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Reactivación del Metabolismo del Óvulo: La fecundación reanima el óvulo, que hasta ese momento mantenía un metabolismo lento. Este proceso lo libera de su estado latente y previene su desintegración, iniciando así una serie de cambios bioquímicos y metabólicos esenciales para el desarrollo embrionario.

Inicio de la Segmentación

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Tras la fecundación, el cigoto (óvulo fecundado) sufre un cambio metabólico significativo y entra en un período de segmentación que se extiende por varios días. Durante esta fase, el cigarrillo experimenta divisiones celulares sucesivas. Inicialmente, se divide en dos células llamadas blastómeras.

Transporte del Embrión

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Mientras ocurre la segmentación, el embrión es transportado a través de la trompa de Falopio hacia el útero. Este viaje es crucial para la implantación posterior del embrión en el revestimiento uterino.

Detalles del Proceso de Segmentación

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Asincronía en la División Celular
Después de alcanzar el estadio de dos células, la segmentación en los mamíferos es asíncrona. Esto significa que las divisiones celulares no ocurren de manera simultánea. Por ejemplo, una de las dos blastómeras puede dividirse antes que la otra, resultando en un embrión con tres células en vez de cuatro.

Formación de la Mórula

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Cuando el embrión alcanza aproximadamente 16 células, se denomina mórula, derivado del término latino que significa "mora" debido a su apariencia similar a esta fruta. La mórula es una etapa crucial antes de la formación del blastocisto, que eventualmente se implantará en el útero.

Fase Pre-embrionaria o Etapa Germinal

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Fecundación: El proceso donde el espermatozoide se fusiona con el óvulo para formar un cigoto.
El cigoto es una célula unicelular que posee un diámetro de aproximadamente 0,15 mm y está envuelto por una membrana pelúcida.
Inicialmente, el cigoto se encuentra en el tercio distal de la trompa de Falopio.

Fase Pre-embrionaria o Etapa Germinal (2)

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Transformación en Blastocisto: Cuando la mórula llega al útero, ya se ha transformado en un blastocisto, que se caracteriza por tener células diferenciadas en externas (trofoblasto) e internas (masa celular interna).
Blastocisto: El blastocisto presenta una cavidad interna llena de líquido y dos tipos de células: el trofoblasto, que contribuirá a formar la placenta, y la masa celular interna, que dará lugar al embrión propiamente dicho.

Fase Pre-embrionaria o Etapa Germinal (3)

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Implantación: El blastocisto se implanta en la pared del útero. Este proceso es crucial para el desarrollo del embrión y su nutrición.
Durante la implantación, el blastocisto se diferencia aún más para formar el embrión trilaminar, compuesto por tres capas germinales.

Desarrollo Embrionario

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Anatomía del Embrión de 7 Días
Al inicio del desarrollo, el embrión, conocido como cigoto, es una célula única. En esta etapa: El cigarrillo mide aproximadamente 0,15 mm de diámetro.
Está rodeado por la membrana pelúcida.
Se localiza en el tercio distal de la trompa de Falopio.

Segunda Semana de Desarrollo: Embrión de 14 Días

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Al final de la segunda semana de desarrollo, el embrión tiene las siguientes características:
Implantación en el Endometrio: El embrión se encuentra bien implantado en el espesor del endometrio uterino.Estructuras Anatómicas:
El embrión está compuesto por dos estructuras esféricas huecas, una dentro de la otra, las cuales están conectadas por el pedículo de fijación.
Estas estructuras representan el saco vitelino y la cavidad amniótica, fundamentales para el desarrollo y protección del embrión.

Segunda semana de desarrollo: anatomía del embrión de 14 días (2)

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Durante la segunda semana de desarrollo embrionario, el embrión se presenta como una capa epitelial de células cúbicas denominada epiblasto. Directamente debajo de esta estructura se encuentra el hipoblasto. El epiblasto se identifica como la capa dorsal del embrión, mientras que el hipoblasto corresponde a la capa ventral. En esta fase, el hipoblasto desarrolla un canal longitudinal conocido como línea primitiva, que es fundamental para la futura formación de las estructuras corporales.

Tercera semana de desarrollo: anatomía del embrión de 21 días

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En la tercera semana se sigue mostrando dos cavidades huecas que han aumentado significativamente de tamaño, aproximadamente ocho veces en comparación con la semana anterior. El disco embrionario, que inicialmente era bilaminar y ovalado, se alargo, ensanchado en la región cefálica y ha evolucionado a un disco trilaminar. En esta nueva estructura, el ectodermo y el endodermo sustituyen al epiblasto y al hipoblasto respectivamente, formando una nueva capa, el mesodermo, que se sitúa entre ambas.

Desarrollo estructural del sistema nervioso central

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El desarrollo del sistema nervioso central (SNC) inicia pocos días después de la concepción. Inicialmente, el SNC se forma a partir de una estructura denominada tubo neural, (neurulacion). Este tubo neural se deriva del ectodermo, una de las tres capas germinales en el embrión. La placa neural se forma en el día 18 del desarrollo embrionario, y luego se hunde para crear el surco neural. Los bordes de este surco se elevan y se unen para formar el tubo neural.

Desarrollo estructural del sistema nervioso central (2)

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A partir de las paredes del tubo neural se desarrollan las neuronas y las células gliales del SNC. La cresta neural, formada a partir de los pliegues neurales, origina las neuronas de los ganglios sensitivos y simpáticos, así como las células gliales del sistema nervioso periférico. La cavidad interna del tubo neural se convierte en los ventrículos cerebrales, el acueducto de Silvio y el conducto central, a través de los cuales circula el líquido cefalorraquídeo.

Inducción dorsal

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En este proceso las señales moleculares específicas regulan la formación de las estructuras dorsales. Este proceso se inicia con la notocorda y la placa neural, que emiten señales como la proteína Sonic Hedgehog (Shh). Estas señales inducen la diferenciación de las células en la región dorsal del tubo neural, lo que resulta en la formación de la cresta neural y otros componentes dorsales esenciales para el desarrollo del cerebro y la médula espinal.

Inducción ventral

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Las señales moleculares promueven la formación de estructuras ventrales. La notocorda y el suelo del tubo neural son las principales fuentes de estas señales inductoras ventrales, con Sonic Hedgehog (Shh) desempeñando un papel central. Estas señales dirigen la diferenciación de las células precursoras en la región ventral del tubo neural, formando motoneuronas y otras neuronas ventrales esenciales para la función motora.

Proliferación neuronal

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Es el proceso mediante el cual se generan nuevas neuronas a partir de células progenitoras. Este proceso ocurre principalmente durante el desarrollo embrionario y fetal, y también continúa, aunque a menor escala, en ciertas regiones del cerebro adulto. Las células progenitoras en la zona ventricular del tubo neural se dividen rápidamente para producir la mayoría de las neuronas del SNC.

Desarrollo del sistema nervioso

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El cerebro humano está compuesto por aproximadamente 100 mil millones de neuronas, y cada una de ellas establece alrededor de mil conexiones sinápticas en promedio. Estas conexiones sinápticas forman complejas redes que permiten la integración de las neuronas en circuitos y redes locales, proporcionando las bases para las capacidades cognitivas y conductuales.

Desarrollo del sistema nervioso (2)

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El desarrollo del sistema nervioso comienza pocos días después de la concepción y continúa hasta los 20-25 años de edad. Durante las etapas prenatales, embrionaria y fetal, se producen transformaciones significativas que dan lugar al cerebro del recién nacido a partir de un pequeño número de células.El desarrollo y la maduración del cerebro se extienden más allá del nacimiento.

Desarrollo del sistema nervioso (3)

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Durante la infancia, la adolescencia y la juventud, se producen cambios importantes en la conectividad neuronal, lo que resulta en modificaciones observables en la estructura y funciones de la sustancia gris y blanca de los hemisferios cerebrales. Comparado con otros primates, el desarrollo del cerebro humano se distingue por un período más prolongado de desarrollo posnatal y por el notable tamaño de su corteza cerebral..

Desarrollo del sistema nervioso (4)

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Las capacidades cognitivas humanas no se deben a nuevas regiones cerebrales, sino al aumento y la complejidad de ciertas áreas corticales y sus conexiones, que dependen de un desarrollo cerebral extendido tanto pre como posnatal. Algo interesante del neurodesarrollo es que la formación y eliminación de sinapsis continúan toda la vida. Estos cambios plásticos permiten crear nuevas conexiones neuronales y contribuyen a la plasticidad cerebral, lo que es crucial para el aprendizaje y la memoria.

Conformación regional

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Tanto la formación del tubo neural como la conformación regional del Sistema Nervioso Central son producto de la proliferación celular. La multiplicación de las células, con un ritmo diferente para cada región, va modelando las estructuras. Para el día 20 después de la concepción, ya se observan tres vesículas en el tubo neural que rápidamente se transforman en cinco vesículas que darán origen a las siete regiones anatómicas del SNC.

Conformacion regional (2)

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El prosencéfalo experimentará el mayor crecimiento, dando origen a los hemisferios cerebrales y el diencéfalo. El mesencéfalo dará origen a los pedúnculos cerebrales. El rombencéfalo, dará origen a la protuberancia, el bulbo y el cerebelo. La región caudal originará la médula espinal.

Crecimiento posnatal del cerebro

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La masa cerebral prácticamente se cuadruplica entre el nacimiento y la edad adulta. La expansión posnatal del cerebro no depende del aumento del número de neuronas, como ocurre durante el período embrionario. Luego del nacimiento la masa del cerebro crece debido a los cambios que se producen en las conexiones: aumento del número y arborización de las dendritas, incremento del número de conexiones sinápticas en la corteza y la mielinización de los axones.

Crecimiento y desarrollo cerebral: Conformación de las regiones del SNC durante la gestación.

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El prosencéfalo es la porción del Tubo Neural que experimenta el mayor desarrollo embrionario. A los 25 días se observa la vesícula óptica que dará origen a la retina. Los surcos y circunvoluciones aparecen a los 8 meses. El mesencéfalo y rombencéfalo experimentan un crecimiento menor. La región caudal del Tubo Neural, originará la médula.

Proliferación y desarrollo neuronal

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Hay dos aspectos que caracterizan el cerebro adulto de los mamíferos y especialmente del humano: el número, ubicación precisa y variedad de neuronas y la cantidad de conexiones que establecen las neuronas entre sí. La primera característica se logra a través de la proliferación, la migración y la diferenciación de las neuronas, la segunda requiere el desarrollo del axón, las dendritas y la formación de las sinapsis.

Apoptosis

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Proliferación en exceso y muerte celular programada son dos caras de una misma estrategia de modelado del SN en mamíferos. La apoptosis está estrechamente relacionada con la formación de sinapsis porque la supervivencia de una neurona depende de que haga contacto con su célula diana. Los axones de varias neuronas llegan hasta las células diana quienes secretan factores neurotróficos. Capturados por el axón estas moléculas viajan e ingresan en el núcleo donde regulan la expresión de genes.

Apoptosis (2)

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Si el axon no capta suficiente factor neurotrófico, ocurre la apoptosis. La apoptosis se distingue de la simple destrucción de una célula porque encapsula y evita que sustancias tóxicas del citoplasma se liberen y produzcan inflamación y toxicidad para otras células.