Tema 21.- Desarrollo Y Planteamiento Del Prosencfalo.
DiencfaloEn esta clase se estudiar el desarrollo del diencfalo, la
vescula ms caudal de la vescula prosenceflica.1. IntroduccinA
partir de la cuarta semana, se puede observar en el tubo neural la
vescula prosenceflica en su extremo ms rostral cuando todava est
abierta. En la cuarta semana estamos en la fase de las tres
vesculas que de caudal a rostral son: el romboencfalo, el
mielencfalo y el prosencfalo. Pronto aparecen algunos accidentes en
la parte caudal, como por ejemplo la evaginacin de la vescula ptica
que permanece en la parte ms caudal del prosencfalo a partir de la
quinta semana. La vescula prosenceflica se divide muy tempranamente
en dos vesculas, la telenceflica, ms rostral y la dienceflica que
en su conjunto forman el cerebro. La vescula telencefalica se
divide seguidamente en dos vesculas, que formaran la mayor parte de
los hemisferios cerebrales. Adems, la vescula telenceflica crece
mucho y va a tapar a la vescula dienceflica.En una visin superior
del tubo nervioso de quinta semana se aprecian 5 vesculas, es por
ello por lo que se denomina a este estado fase de 5 vesculas. Estas
vesculas, de caudal a craneal, son: Mielenceflica Metenceflica
Mesenceflica Dienceflica: se localiza en la parte rostral del tubo
nervioso en desarrollo, ligeramente ventral a la flexura
mesenceflica. Telenceflica, con dos evaginaciones, una a cada lado.
Los derivados de esta vescula son el tlamo y el hipotlamo. La
vescula telenceflica tiene una parte que invade la lnea media y que
finaliza en la lnea terminal.Las vesculas telenceflicas van a
cubrir en parte al diencfalo durante el desarrollo por su elevado
crecimiento, y prcticamente en su totalidad en el adulto, en el que
solo se puede observar la parte ms ventral del diencfalo, el suelo
del hipotlamo. La cara medial de las vesculas telenceflicas es muy
cercana a la pared del diencfalo, adosndose finalmente entre s. En
la interfase entre ambas vesculas discurrir un gran componente de
fibras. Por tanto el telencfalo sufre un gran crecimiento en forma
de C curva que finalmente tapar al diencfalo durante su crecimiento
dejando slo visible el hipotlamo en el estado adulto.Hay que
recordar que la notocorda es un rgano inductor de la placa neural
(estado anterior a la formacin y cierre del tubo). Se localiza en
las porciones ventrales del tubo nervioso en desarrollo (placa
neural). El extremo anterior de la notocorda se sita a nivel de la
flexura mesenceflica.A partir de la sexta semana la vescula
dienceflica se desarrolla mucho. En clase se ha dibujado un corte
sagital medio en el que se representa la vescula dienceflica, cuya
la pared est cortada, continundose con el mesencfalo. La vescula
dienceflica presenta en su interior una cavidad, el tercer
ventrculo y en la vescula telenceflica a ambos lados en cada una de
las evaginaciones tambin encontramos otro ventrculo que es el
ventrculo lateral izquierdo y derecho.En un comienzo se observa el
orificio interventricular o de Monro, que comunica las cavidades de
los hemisferios, los ventrculos laterales, con la luz del
diencfalo, el tercer ventrculo; esta ltima cavidad es continuacin
del acueducto de Silvio.En la sexta semana (2 mes) del desarrollo
aparecen en la pared del diencfalo tres surcos como consecuencia
del crecimiento celular, el surco dienceflico dorsal, el surco
dienceflico medio (o surco hipotalmico) y el surco dienceflico
ventral (termina a nivel de la evaginacin de la copa ptica). En
porciones mas caudales del sistema nervioso central se aprecia el
surco limitans; en la zona que atae a esta clase existe
discrepancia entre autores, aunque la opinin mas generalizada es
que no habra surco limitans, esta estructura desparecera a nivel
del mesencfalo, en su extremo ms rostral. En una concepcin clsica
del desarrollo del diencfalo se admite que todo el prosencfalo
deriva de la placa alar y la placa del techo del tubo nervioso, de
tal manera que el surco limitans se agota en el punto ya
mencionado. Los surcos dienceflicos que se han mencionado surgen
debido a la diferente tasa de proliferacin de las clulas de la
pared del diencfalo. De estos surcos, se piensa y generalmente
acepta, aunque es discutido entre autores que solo permanece uno,
el dienceflico medio, que formara el surco hipotalmico en el
adulto. La parte rostral de la vescula dienceflica finaliza en una
lmina estrecha y delgada, la lamina terminal.
2. Concepcin clsicas del desarrollo del diencfaloComo se ha
comentado, a partir de la sexta semana aparecen zonas de
proliferacin muy intensa en la pared del diencfalo (aparece una
diferenciacin clara de la vescula dienceflica), y de hecho se
forman matrices germinativas evidentes. El siguiente dibujo
corresponde a un corte perpendicular al eje mayor de la vescula,
tal y como est sealado en la imagen anterior por la lnea
perpendicular ms caudal (corte titulado con A):
El diencfalo est formado por una pared en la cual se distinguen
los tres surcos ya comentados. Como recordatorio, es importante
tener presente que en esta localizacin dorsal equivale a superior y
ventral equivale a inferior. Aparecen una serie de matrices
proliferativas: La matriz epitalmica, dorsal al surco dienceflico
dorsal (D) (en morado) La matriz talmica, entre el surco dorsal (D)
y el medio (M). (en amarillo) La matriz subtalmica o talmica
ventral, que es ventral a la anterior, sobrepasa al surco
dienceflico medio (M) y llega hasta el surco dienceflico ventral
(V). (en naranja) La matriz hipotalmica, ventral al surco
dienceflico ventral (V). (en verde)Estas matrices presentan un
desarrollo diferente a lo largo del tiempo. En otro corte ms
rostral, a nivel del orificio de Monro (dibujo B en la imagen
anterior), podremos observar la comunicacin entre las cavidades de
los ventrculos laterales y el tercer ventrculo. En la parte
anterior se aprecian las matrices germinativas, especialmente la
talmica e hipotalmica; en un nivel tan rostral no se aprecia apenas
la matriz subtalmica. Derivados de la placa del techoDurante la
sexta semana empiezan a desarrollarse los derivados de la placa del
techo. Lo primero que se observa es la invaginacin de los plexos
coroideos a partir de vasos que se encuentran en posicin dorsal. Se
forman as los plexos coroideos del tercer ventrculo, que se
continan con los plexos coroideos de los ventrculos laterales por
el orificio interventricular.La parte craneal de la placa del techo
(epitlamo) apenas da derivados, a parte del techo del tercer
ventrculo slo hay un derivado reconocible: un trazo de fibras que
forman la estra medular del tlamo, que se encuentra en una posicin
muy dorsal, es un sistema de fibras aferentes al hipotlamo,
fundamentalmente a la habnula. De esta placa del techo, de la
matriz epitalmica, surgen una serie de derivados ms patentes, los
ncleos habenular en una posicin muy dorsal (es bilateral y aparece
entre finales de la 6 y el inicio de la 7 semana) y la glndula
pineal o epfisis que secreta melatonina (es nica y aparece en la 7
semana como una evaginacin de la placa del techo en las porciones
caudales y dorsales del diencfalo), situada en la parte ms caudal
del techo de la vescula dienceflica. Adyacentes a estas dos
estructuras aparecen dos fisuras de origen epitalmico, la comisura
posterior, caudal a la epfisis, y la comisura habenular, rostral a
la epfisis, junto a la habnula (une ambas habnulas).Derivados de la
placa alarComo derivado de la placa alar aparece entre el surco
dienceflico dorsal y el surco hipotalmico el tlamo dorsal que en el
tercer mes presenta un gran desarrollo.El surco hipotalmico o surco
mesenceflico medio siempre va a estar presenta y va a separar el
tlamo o tlamo dorsal del subtlamo o tlamo ventral)En una fase
inicial, hasta la octava semana, en las porciones ventrales al
surco hipotalmico, la matriz subtalmica o talmica ventral,
experimenta un gran crecimiento, siendo el rea que ms se
desarrolla. Cuando comienza el tercer mes, la matriz subtalmica va
a proliferar ms lentamente y las clulas migran y pierden el
contacto con la superficie ventricular. Sin embargo, a partir de la
novena semana sobre todo, el crecimiento de las matrices talmica
dorsal e incluso de la matriz hipotalmica, sobrepasa a la
subtalmica y da lugar a la mayor parte del tlamo.En un corte a los
tres meses del desarrollo, cuando el prosencfalo ha crecido mucho,
las vesculas telenceflicas ocultan por completo a la vescula
dienceflica; la pared medial de telencfalo se adosa al diencfalo.
Se forma una gran eminencia en el telencfalo que no es materia de
estudio en este momento. Realizamos un corte coronal, similar al
corte A en una fase ms avanzada en el 4 mes (15 semana). La placa
del techo est muy adelgazada y se observa la cavidad del tercer
ventrculo y la vescula telenceflica adosada al diencfalo. Se
observan los plexos coroideos del tercer ventrculo, los plexos
coroideos de los ventrculos laterales y la estra medular, nica
estructura epitalmica en esta localizacin.
La matriz ventral o subtalmica da el ncleo subtalmico o de Luys
como primer derivado que est relacionado con el sistema motor y que
tiene forma de lente bicncava. Junto al ncleo subtalmico se forma
una zona con una morfologa compleja ya que hay fibras y clulas
entremezcladas, es la zona incerta. Esta zona incerta se localiza
medial al ncleo reticular del tlamo. El derivado subtalmico que
ocupar la mayor parte del tlamo es el ncleo reticular del tlamo que
envuelve lateral y en parte ventralmente al resto del tlamo
(formando una especie de casquete) y tambin queda separado del
resto del tlamo dorsal por una zona de fibras que es la lmina
medular externa. Algunos autores aaden a estos derivados de la
matriz subtalmica parte de los ncleos intralaminares del tlamo, en
la masa talmica; adems, tambin se piensa que parte de la matriz
migra ventralmente para dar lugar a partes de las reas hipotalmicas
ms dorsales y laterales del hipotlamo. Hay que aadir como derivados
subtalmicos los campos de Forel (campo H) que se encuentran
rodeando al ncleo subtalmico (los campos H1 y H2 se localizan
respectivamente dorsal y ventral al ncleo subtalmico).El resto del
hipotlamo deriva de la matriz hipotalmica. Como ya se ha comentado,
a medida que avanza el desarrollo, parte de la vescula telenceflica
se adosa y es atravesada por fibras que provienen de la pared de la
vescula telenceflica, que formarn las cpsulas internas. Por la
cpsula interna descienden las vas corticopnticas, corticoespinales
en el lmite entre telencfalo y diencfalo.Cuando finaliza el
desarrollo, la matriz subtalmica crece proporcionalmente mucho
menos que la hipotalmica y que la talmica dorsal, de tal manera que
en la superficie del tercer ventrculo queda nicamente un surco, el
hipotalmico del adulto; algunos autores opinan que equivale al
surco dienceflico medio, esta postura es discutida.La matriz
talmica ventral formar las estructuras del subtlamo que quedan
relativamente alejadas de la superficie ventricular,
fundamentalmente el ncleo reticular del tlamo, el subtalmico, la
zona incerta y, aunque es materia de discusin, parte de los ncleos
intralaminares del tlamo y las reas hipotalmicas dorsal y lateral.
La matriz talmica ventral est dividido por la lmina medular
externa, el ncleo reticular y la lmina medular interna. La lmina
medular interna separa parcialmente los ncleos talmicos y presenta
algunos ncleos conocidos como ncleos intralaminares.Ventralmente a
la matriz subtalmica, en la pared del tercer ventrculo encontramos
otra matriz proliferativo que es la matriz hipotalmica. La matriz
hipotalmica inicialmente rodea al surco dienceflico ventral y segn
avanza el desarrollo va a ocupar gran parte de la zona ms ventral
de la superficie del tercer ventrculo. De esta matriz hipotalmica
se forman tanto el cuerpo mamilar que forma el lmite posterior del
hipotlamo como la evaginacin del infundbulo hipotalmico y la
neurohipfisis. Por lo tanto, la matriz hipotalmica forma la mayor
parte del hipotlamo salvo zonas dorsales y laterales del hipotlamo
que pueden tener un origen del tlamo ventral. O sea, la
neurohipfisis es una invaginacin del suelo del diencfalo, es un
derivado de la matriz hipotalmica. Ms caudalmente existe un
crecimiento llamativo en el suelo del diencfalo, los cuerpos
mamilares.Resumiendo, el tlamo deriva mayoritariamente del tlamo
dorsal excepto el ncleo reticular del tlamo y porciones de los
ncleos intralaminares que son derivados del tlamo ventral. Adems,
los derivados del tlamo ventral son la zona incerta, el ncleo
subtalmico,los campos de Forel y la parte dorsal y lateral del
hipotlamo. El resto del hipotlamo y la neurohipfisis derivan del
hipotlamo. Una vez que ha terminado el desarrollo y la matriz
subtalmica ha perdido el contacto con la luz del 3 ventrculo, en el
sistema nervioso del adulto el surco hipotalmico separa el tlamo
dorsal (se localiza dorsal al surco) y el hipotlamo (queda ventral
al surco).3. Propuesta actual del desarrollo del diencfaloLo
expuesto en esta clase supone una concepcin clsica del desarrollo
del diencfalo. En los ltimos 20 aos se ha desarrollado un estudio
del desarrollo por expresin gnica en el tubo nervioso que
contradicen algunos aspectos de la teora clsica. Esta contradiccin
puede deberse a la forma de estudio de los neuroembrilogos ms
clsicos en estas porciones rostrales del tubo nervioso que
espacialmente son complejas porque los cortes no son estrictamente
coronales, tras la flexura mesenceflica el diencfalo tiene una
curvatura muy grande (orificio interventricular) y que las
relaciones espaciales entre las estructuras son difciles de
estudiar por cortes coronales.Por tanto, en los ltimos aos se han
realizado multitud de estudios de expresin gnica de distintos genes
y factores de transcripcin en diferentes momentos del desarrollo,
lo cual ha permitido conocer los derivados de las estructuras de la
vescula dienceflica. Gracias a los identificadores moleculares de
grupos celulares utilizados en distintas especies, hemos sido
capaces de identificar estructuras y de definir mejor territorios
histogenticos a lo largo del desarrollo. De acuerdo a los datos,
segn la teora prosomrica, parte del prosencfalo presenta una
segmentacin (prosmeros) en la parte caudal de la vescula como el
prosmero 1, 2 y 3. Tambin existe una parte ventral y rostral de la
vescula no segmentada.La notocorda es un elemento inductor muy
notorio que ejerce su accin sobre las partes ms caudales de la
vescula dienceflica y causa que dicha porcin est segmentada. Esta
parte ms caudal esta sujeta a los efectos inductores de la
notocorda, se dice que esta en posicin epicordal. Existe una
regionalizacin segmentaria, basada en segmentos que llamamos
prosmeros. Hay tres prosmeros, conocidos como p1, p2 y p3, se
numeran de caudal a craneal. En porciones ms craneales existe el
prosencfalo precordal o secundario, al cual no llega el efecto
inductor notocordal; no hay prosomeros. En este prosencfalo
secundario se incluye la porcin ms rostral del diencfalo y todo el
telencfalo.Segn estos estudios, en el prosencfalo si que existen
derivados de la placa basal en la vescula dienceflica como la
substancia negra y el rea tegmental ventral (clsicamente
mesenceflicas).Segn la propuesta actual, el prosenceflo secundario
precordal est formado por el ncleo subtalmico, el hipotlamo,
neurohipfisis, la retina (clsicamente derivado dienceflico y surge
como evaginacin de las porciones basales de la luz del tercer
ventrculo) y el telencfalo.