Riassunto embriologia, prof. De Felici, libro consigliato Embriologia Umana, De Felici et al, Piccin

SVILUPPO OSSA

Ricorda: la formazione delle ossa può avvenire in due modi:

1. Ossificazione diretta o intramembranosa: cellule mesenchimali diventano osteoblasti e producono tessuto osseo primitivo (fibroso non lamellare o a fibre intrecciate) che poi viene mineralizzato in tessuto osseo definitivo ossia lamellare. Le ossa che si formano in questo modo sono dette membranose.
2. Ossificazione indiretta o endocondrale: cellule mesenchimali differenziano in condroblasti che formano cartilagine ialina che abbozza l'osso, la quale verrà poi sostituita da tessuto osseo a livello dei centri di ossificazione, a partire dalla 7° settimana. Le ossa che si formano sono dette cartilaginee o di sostituzione.

Prima ossa membranose a formarsi: clavicole

Prime ossa cartilaginee: femori

Le cellule mesenchimali che formano le ossa derivano:

• dal mesoderma parassiale della regione ventrale dei somiti detta sclerotomo: colonna
• dal mesoderma della placca precordale: colonna

sono la base del cranio, mentre le ossa che si formano per ossificazione membranosa sono la volta cranica. Le suture e le fontanelle sono importanti per consentire la crescita del cranio durante lo sviluppo del bambino. Il cranio si forma anche a partire dai primi due archi branchiali, che daranno origine alle ossa del viso. La cartilagine di Meckel si sviluppa inizialmente nei processi mandibolari e successivamente formerà la mandibola, l'incudine, il martello e le ali dello sfenoide. La cartilagine di Reichert, derivante dal secondo arco branchiale, darà origine alla staffa, alla rocca petrosa, ai temporali e all'osso ioide.sono: l'etmoide, il vomere, lo sfenoide, la squama occipitale, le ossa dell'orecchio medio, parte del temporale, l'osso ioide. Scheletro assile: prevalentemente ossificazione endocondrale. La prima struttura è la notocorda che indirizza la differenziazione del neurectoderma e tramite Noggina e SHH induce i somiti (parte ventrale e mediale) a diventare sclerotomo che esprime il fattore di trascrizione PAX1 e 9 e Scleraxis. Esso si addensa intorno alla notocorda e si divide in due parti, craniale e caudale, che si fondono in senso antero-posteriore (risegmentazione) e formano il centro mesenchimale che darà il corpo cartilagineo della vertebra. Quindi il corpo di una vertebra si forma dalla metà caudale di una vertebra unita alla metà cefalica di quelle successive. Le cellule mesenchimali poste tra la porzione cefalica e caudale dello sclerotomo originale non proliferano ma riempiono lo spazio tra due corpi vertebrali formando i dischi intervertebrali, la notocorda.

degenera e rimane solo nel nucleo polposo che viene circondato da fibre dell'anellofibroso (disco intervertebrale). Lo sclerotomo circonda anche il tubo neurale e forma l'arco vertebrale che si fonderà con il corpocartilagineo, formando il canale vertebrale. Il posizionamento e rimodellamento delle vertebre è determinato dai geni Hox. Le coste si formano dalle cellule dello sclerotomo che rimangono nel mesoderma parassiale, accrescendosi dai processi costali delle vertebre toraciche. I processi costali delle vertebre che non si articolano con le coste formano gli altri processi delle vertebre stesse e il copro dell'atlante si fonde con l'epistrofeo per formare il dente. Le vertebre coccigee formano la coda che poi viene coperta dalla natiche e regredisce rimanendo solo a livello del coccige. Lo sterno si sviluppa dalla somatopleura della parete ventrale del corpo, da due lamine che si formano ai lati della linea mediana e poi si fondono, formando abbozzi di

90° in senso orario rispetto agli arti superiori. Durante la 9° settimana, le ossa degli arti iniziano a ossificarsi e si formano le articolazioni. Alla fine della 10° settimana, gli arti sono completamente formati e le ossa sono ben ossificate. Durante il periodo fetale, le ossa degli arti continuano a crescere e svilupparsi fino alla nascita.

causa della loro torsione. La clavicola si sviluppa per ossificazione diretta e forma delle sporgenze di cartilagine alle estremità. All'8° settimana inizia l'ossificazione delle ossa lunghe nei centri di ossificazione primaria della diafisi, alla 12° settimana i centri di ossificazione primari sono comparsi in quasi tutte le ossa degli arti. I centri di ossificazione secondaria compaiono per primi nel ginocchio: epifisi distale femore e prossimale della tibia, ma la maggior parte compare dopo la nascita.

Per quanto riguarda le arterie delle braccia derivano dalle arterie intersegmentali rami delle aorte dorsali (ascellare, brachiale, ulnare, radiale) e le vene dalle cardinali anteriori, nelle gambe l'arteria e la vena femorale comune che derivano rispettivamente dalle intersegmentali e dalla cardinale post. L'innervazione è data dal plesso brachiale per le braccia e dal nervo sciatico per le gambe.

PROCESSI MOLECOLARI

Cellule dello sclerotomo sono

indotte dalla notocorda e dalla parte ventrale del tubo neurale che secernono SHH e di BMP che induce RUNX2 e Osterix. Successivamente per il differenziamento in condroblasto o osteoblasto è necessario WNT (se la via di WNT viene attivata ho osteoblasto, viceversa condroblasto dove vengono espressi, da BMP, PAX1 SOX9 e Scleraxis). Per la formazione degli arti: si sviluppano ispessimenti pari e simmetrici in regioni ventro-laterali lungo l'asse antero-posteriore di cellule del mesoderma somatico sotto l'ectoderma, che differenzieranno in cellule mesenchimali. I geni Hox determinano la posizione e lo sviluppo degli arti e sono indotti dall'acido retinoico. Essi permettono l'espressione a livello del mesoderma laterale somatico dei fattori di trascrizione Tbox (determinano se si formerà un arto superiore o inferiore): TBX5 arti sup e TBX4 e PTX1 arti inf, essi a loro volta stimolano FGF10 che stimola la cresta ectodermica apicale a produrre FGF4/8 che iniziano.

lo sviluppo.Il successivo sviluppo dipende da tre centri di segnalazione:

• cresta ectodermica apicale CEA: formata da FGF10 e secerne FGF4/8 che mantiene le cellule mesenchimali nella zona di progressione PZ sottostante, permettendo la crescita prossimo-distale;mantiene l'espressione di molecole che regolano l'asse antero-posteriore prodotte da ZPA;interagisce con molecole per asse dorso-ventrale (prodotte da regioni fuori CEA). Gli FGF si distribuiscono con un gradiente prossimo-distale e probabilmente le cellule della PZ che più a lungo rimangono proliferanti in una determinata zona diano le componenti distali, viceversa per quelle prossimali che escono e si differenziano (meccanismo della zona di progressione).
• zona di attività polarizzante ZPA: cellule mesenchimali che vengono indotte da RA, si trovano nella parte posteriore-inferiore dell'abbozzo dell'arto e producono SHH e RA. Esse guidano la formazione delle strutture lungo l'asse

antero-posteriore. Il ectoderma dorsale e ventrale al di fuori della CEA: i margini delle CEA vengono stabiliti da RFNG nella parte dorsale e secernono WNT17a che attiva il gene Lmx1 e EN1 in quella ventrale entrambi indotti da BMP. Ruolo importante nello sviluppo dell'arto lo ha la morte cellulare programmata, soprattutto a livello delle zone interdigitali delle dita. Le mani e piedi si formano come abbozzi laminari alla 6° settimana, separati dal resto dell'arto da un restringimento. In seguito si forma un secondo restringimento che permette di distinguere le componenti principali delle estremità e successivamente si formano le dita mediante apoptosi della CEA che viene divisa in 5 parti e si accrescono (insieme alla crescita del mesenchima che formerà le ossa cartilaginee interne). 7°-8° settimana formazione completa. MALFORMAZIONI -Acondroplasia: nanismo disarmonico causato da mutazioni del gene per il recettore FGF-R3 per FGF18. Esse iperattivano il

recettore che ha attività inibitoria sulla proliferazione dei condorblasti.-Gigantismo ipofisario e nanismo armonico: eccesso o carenza di GH oppure difetti nel recettore per tale ormone.-Osteogenesi imperfetta: AD, mutazioni dei geni per il collagene I, causa fragilità delle ossa e altri difetti nell'accrescimento di varie strutture.-Osteopetrosi: difetti nella formazione e nella funzione degli osteoclasti che portano a un aumento della massa di tessuto osseo.-Polidattilia: AD, presenza di dita soprannumerarie-Focomelia: mutazione chr. 8 AR o assunzione di talidomide o accutane, mancano le ossa lunghe

SVILUPPO MUSCOLI

Le cellule che danno origine alla muscolatura scheletrica e liscia derivano dalla parte dorsale dei somiti: il miotomo, il quale formerà mioblasti che proliferano e si ragguppano fondendosi e formando miotubi polinucleati, ossia dei sincizi cellulari (processo unico!). Poi il citoplasma si riempie di strutture contrattili dette miofibrille e il nucleo

si sposta in periferia e si forma la struttura definitiva delle miofibre, intorno all'8° settimana. Alcune cellule miogeniche restano quiescenti e formano cellule satelliti. Inoltre vengono rivestiti da fibroblasti che formano le lamine connettivali. Eccezione: muscolatura liscia iride ed esofago dal neurectoderma. Tutti i muscoli scheletrici si formano tra la 5-10° settimana e quasi tutti i rimanenti si formano entro il primo anno di vita. Dopo aumenterà solo il diametro e la lunghezza delle fibre muscolari e non il loro numero, alcune addirittura degenerano non accumulando la quantità necessaria di miofilamenti.

Muscoli della testa: muscoli mimici, masticatori, faringe e laringe collo derivano dal mesoderma parassiale non segmentato, quindi dai somitomeri (non somiti) degli archi branchiali e dal mesoderma precordale, i muscoli degli occhi, lingua, collo dai miotomi dei somiti.

Per quanto riguarda i muscoli estrinseci dell'occhio, essi derivano da cellule

mesenchimali vicino alla placca precordale che danno i miotomi ottici (forse).