Desarrollo y Morfogénesis de las Extremidades
El desarrollo de las extremidades es el proceso mediante el cual un brote de extremidad, una protuberancia del mesodermo de la placa lateral cubierta por ectodermo, se modela a lo largo de tres ejes y se elabora en los huesos, articulaciones, músculos y tejido conectivo de una extremidad reconocible. Es un sistema modelo clásico para comprender cómo los centros de señalización modelan un órgano en desarrollo.
Definition
El desarrollo y la morfogénesis de las extremidades es el proceso mediante el cual el brote de la extremidad se inicia a partir del mesodermo de la placa lateral y se modela a lo largo de tres ejes mediante centros de señalización interactuantes para generar los elementos esqueléticos y de tejido blando proporcionados de la extremidad.
Scope
El tema abarca la iniciación del brote de la extremidad, los principales centros de señalización (la cresta ectodérmica apical y la zona de actividad polarizante), el modelado a lo largo de los ejes proximodistal, anteroposterior y dorsoventral, y la formación de elementos esqueléticos dentro de la extremidad. La transición detallada de cartílago a hueso se trata en el tema relacionado sobre el esqueleto. Esto es anatomía del desarrollo con fines educativos y de referencia.
Core questions
- ¿Cómo se inicia y se posiciona el brote de la extremidad a lo largo del eje corporal?
- ¿Qué son la cresta ectodérmica apical y la zona de actividad polarizante, y qué modelan?
- ¿Cómo se coordinan los tres ejes de la extremidad?
- ¿Cómo toman forma los elementos esqueléticos de la extremidad dentro del brote?
Key concepts
- Crecimiento del brote de la extremidad
- Cresta ectodérmica apical (eje proximodistal)
- Zona de actividad polarizante (eje anteroposterior)
- Sonic hedgehog y el gradiente SHH-GLI3
- Señalización de FGF
- Modelado dorsoventral
- Formación de los dedos
Mechanisms
El brote de la extremidad se forma a medida que el mesodermo de la placa lateral prolifera debajo de un ectodermo engrosado. Dos centros de señalización dominan su modelado: la cresta ectodérmica apical en la punta del brote, que sostiene el crecimiento y el modelado proximodistal en gran medida a través de la señalización de FGF, y la zona de actividad polarizante en el margen posterior, que modela el eje anteroposterior (del pulgar al meñique) a través de Sonic hedgehog. SHH actúa en parte regulando el procesamiento del factor de transcripción GLI3 en un represor, estableciendo un gradiente represor anteroposterior a través de la extremidad. Las señales dorsoventrales completan el sistema de coordenadas de tres ejes, y dentro de este marco, las condensaciones mesenquimales forman el esqueleto de la extremidad, con la apoptosis esculpiendo los espacios entre los dedos.
Clinical relevance
Las alteraciones en la señalización y el modelado de las extremidades subyacen a un espectro de malformaciones congénitas de las extremidades, incluyendo defectos en el número y la identidad de los dedos. Esta entrada presenta la biología del desarrollo de la extremidad como base educativa y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento individual.
History
La extremidad ha sido un modelo primordial en la embriología experimental desde que los estudios clásicos de injertos de tejido definieron la cresta ectodérmica apical y la zona de actividad polarizante. La era molecular identificó a Sonic hedgehog como la señal polarizante y a los FGF como señales de la cresta, y los análisis integradores combinaron estos elementos en una imagen a nivel de sistema de la organogénesis de la extremidad.
Debates
- ¿Cómo se especifica la identidad de los dedos?
- Si la identidad de los dedos se establece principalmente por una concentración gradual de morfógeno, por la duración de la señalización o por una combinación, sigue siendo un área de investigación activa, con el sistema SHH-GLI3 como elemento central de la discusión.
Key figures
- Rolf Zeller
- Aimee Zuniga
- Philip Beachy
- John Fallon
- Cheryll Tickle
Related topics
Seminal works
- zeller-2009
- wang-2000
Frequently asked questions
- ¿Qué es la cresta ectodérmica apical?
- Es una banda engrosada de ectodermo en la punta del brote de la extremidad que, principalmente a través de la señalización de FGF, sostiene el mesénquima subyacente e impulsa el crecimiento y el modelado proximodistal de la extremidad.
- ¿Qué hace la zona de actividad polarizante?
- Es una región en el margen posterior del brote de la extremidad que secreta Sonic hedgehog y modela el eje anteroposterior, influyendo en el número y la identidad de los dedos.