Desarrollo embrionario y fetal: etapas y características semana a semana
El desarrollo embrionario y fetal es el proceso mediante el cual se forman individuos completos a partir de las células provenientes de dos progenitores: un padre y una madre; corresponde a todos los pasos que siguen a la fecundación de un óvulo por un espermatozoide, hasta el nacimiento.
La rama de las ciencias médicas que se encarga del análisis de estos procesos se conoce como “Embriología” y su estudio comenzó más o menos por 1651, cuando un científico de apellido Harvey se dio cuenta de que todos los individuos provenían de un “huevo”.
Sin embargo, los principales avances de la embriología no tuvieron lugar sino hasta la llegada de los conceptos evolucionistas de Lamarck y Darwin en el siglo XIX, puesto que antes de dicha época esta ciencia estaba sustentada en las ideas “preformistas” de muchos científicos.
Según los embriólogos (los científicos encargados del estudio de la embriología), el desarrollo humano se divide en los períodos prenatal y postnatal, que como sus nombres lo indican, ocurren antes y después del nacimiento, respectivamente.
Al período prenatal corresponden el desarrollo embrionario y el fetal, y es el conjunto de eventos en los cuales ocurren los cambios más drásticos e importantes del desarrollo, pues una célula fecundada llamada cigoto se transforma en un organismo multicelular sumamente complejo.
Se ha determinado que los cambios más evidentes o visibles ocurren entre la tercera y la octava semana del período embrionario, mientras que durante el desarrollo fetal se da el crecimiento y la diferenciación de los tejidos y de los órganos propiamente dichos.
Los procesos clave que se dan durante el desarrollo embrionario y fetal consisten en múltiples eventos de división celular, de migración y de muerte celular programada, además de ordenamiento celulares y de complejos intercambios de información entre las células.
Índice del artículo
El desarrollo embrionario de cualquier animal comienza con la fecundación de un óvulo por un espermatozoide, que son las células sexuales (gametos) de las hembras y los machos, correspondientemente.
En los seres humanos, este proceso se da durante los 3 primeros meses (o las 8 primeras semanas) de gestación, después de los cuales el embrión se considera un feto y, por ende, pasa por un desarrollo fetal característico.
Durante la primera semana de gestación se dan los procesos de fertilización y formación del cigoto; en este periodo también ocurre la segmentación de esta célula, produciéndose la mórula y la blástula.
Fertilización
El proceso de fertilización consiste en una serie de eventos secuenciales que se describen desde el primer contacto de los gametos hasta la fusión de sus núcleos. Estos eventos pueden enlistarse como sigue:
– Paso de la célula espermática a través de la corona radiata: el espermatozoide debe atravesar una capa de células que rodea al óvulo maduro, conocida como la corona radiata.
– Penetración de la zona pelúcida: entre la corona radiata y la membrana celular del óvulo existe una región llamada “zona pelúcida”, que está compuesta por glicoproteínas filamentosas y que también envuelve al gameto femenino. Los espermatozoides producen unas enzimas proteolíticas específicas para poder atravesar dicha zona.
Nota: una vez un espermatozoide logra “disolver” la zona pelúcida y llegar al óvulo, se forma lo que los embriólogos han denominado una “zona de reacción”, que hace que esta célula se vuelva impermeable a otros espermatozoides.
– Fusión de las membranas: cuando el espermatozoide finalmente entra en contacto con la célula gamética femenina, ambas membranas plasmáticas se fusionan y tanto la cabeza como la cola del espermatozoide ingresan a la región citosólica del óvulo.
– Culminación de la segunda división meiótica del óvulo y formación del pronúcleo femenino: el óvulo se encuentra en lo que se llama un “arresto meiótico” y sale del mismo por las cascadas de señalización que dispara la entrada del espermatozoide, formándose el pronúcleo femenino, que tiene una carga cromosómica haploide (n).
– Formación del pronúcleo masculino: una vez adentro, la cola del espermatozoide se degrada, pero su núcleo aumenta de tamaño, formando un pronúcleo masculino idéntico al femenino, también de carga cromosómica haploide.
– Formación del cigoto: este proceso ocurre cuando se funden los dos pronúcleos para formar una célula con la mitad de los cromosomas de un progenitor y la otra mitad del otro, restituyendo la carga diploide (2n). En este punto, los cromosomas homólogos de ambos padres intercambian material, recombinándose.
Segmentación del cigoto
Cuando el cigoto está formado, es decir, cuando la fertilización ha tenido lugar y la carga cromosómica ha sido restituida, se desencadenan unas divisiones mitóticas secuenciales que consiguen un incremento en el número de células (blastómeros).
La división implica una reducción del tamaño de las células, pero no un aumento en el volumen, y ocurre a medida que el óvulo se mueve por las trompas de Falopio hacia el útero. Este proceso comienza alrededor de 30 horas después de la fertilización.
Morulación
Cuando las divisiones mitóticas completan alrededor de 12 o 32 células (más o menos el día 3 después de la fertilización), estas se “compactan” gracias a eventos de adhesión mediados por glicoproteínas de superficie y forman una “mórula” (por su semejanza morfológica con la fruta).
Esta mórula está rodeada por una línea de células conocidas como las células trofoblásticas, que son las que posteriormente formarán la placenta.
Blastulación
Las divisiones consecutivas de los blastómeros de la mórula generan una suerte de cavidad, el blastocele, por lo que la estructura resultante se conoce como “blástula” o “blastocisto”. Esta estructura se forma en el día 4 después de la fertilización y cuando la mórula alcanza el útero.
Durante la segunda semana, en el blastocisto, se comienzan a diferenciar dos líneas de células, cada una proveniente de las líneas celulares originadas a partir de las dos células producto de la primera división del cigoto.
Una de las líneas celulares compone la periferia del blastocisto y es la que luego dará lugar a la placenta, esta capa se conoce como el trofoectodermo.
La línea celular interna, que rodea la cavidad blastocélica, corresponde a las células formadoras de órganos del embrión que se encuentra en formación; en algunos libros esta capa de células se conoce como embrioblastema o embrioblasto.
Es entre el 6to y el 10mo día cuando dicho blastocisto se adhiere al epitelio endometrial, en el útero, y es allí donde el trofoectodermo (también conocido como trofoblasto) prolifera y se diferencia en las capas citotrofoblasto (interna) y sincitiotrofoblasto (externa).
Todos estos procesos vienen acompañados de abundantes divisiones y migraciones celulares, además de adhesiones o interacciones célula-célula que permiten la formación de las capas mencionadas.
Formación de las estructuras “extraembrionarias”
La segunda semana del desarrollo embrionario es fundamental para la formación de las estructuras derivadas del trofoectodermo, es decir, las estructuras “extraembrionarias”, que son: la cavidad amniótica, la vesícula umbilical y el saco coriónico.
La tercera semana se caracteriza por la diferenciación de las tres capas germinales del embrión durante la gastrulación; por el desarrollo del notocordio.
Gastrulación
Los blastómeros del blastocisto continúan dividiéndose para formar la gástrula, a través del proceso conocido como gastrulación. En esta etapa del desarrollo embrionario comienzan a formarse las “capas” embrionarias fundamentales.
La gastrulación también implica abundante migración de células, así como su agrupamiento y segregación. La gástrula se compone de una capa externa, el ectoblasto o ectodermo, de una capa media o mesoblasto o mesodermo, y de una capa interna, el endoblasto o endodermo.
Al final de la tercera semana, el embrión tiene la apariencia de un disco ovalado y aplanado, en el cual ya se ha formado el notocordio entre el ectodermo y el endodermo. El notocordio es el eje primordial del embrión, alrededor del cual se forma el esqueleto axial, es decir, es una “proto-columna vertebral”.
Así mismo, en esta etapa se forma, en el ectodermo, la placa neural, los pliegues neurales y el tubo neural, que corresponden al primordio del sistema nervioso central. El primordio del sistema cardiovascular también se esboza durante la tercera semana.
Las principales estructuras internas y externas se forman entre la cuarta y la octava semana del desarrollo embrionario. Durante estas semanas se dan los procesos de crecimiento, morfogénesis y diferenciación de los tejidos y los órganos.
Estos procesos están finamente regulados y controlados, especialmente por los patrones de expresión genética de las células que forman parte de las capas germinales en cuestión, que dependen, en cierta medida, de las características medio ambientales.
Plegamiento del embrión
La forma del cuerpo del embrión se origina del plegamiento del embrión trilaminar, ovalado y discoidal que se formó durante la tercera semana. Este proceso ocurre por el plano medio y horizontal del mismo y después de este el embrión crece con relativa rapidez.
En el proceso de plegamiento se forma el primordio del cerebro, de la faringe, el esófago y del sistema respiratorio bajo. Parte de la capa endodérmica se destina a la formación del intestino posterior, del colon descendente y del recto.
Aunque la progresión del embrión al feto ocurre gradualmente, la distinción es necesaria para afirmar que, en el feto, se reconocen las estructuras propias de un ser humano en crecimiento, pues ya se han formado los principales órganos y sistemas corporales.
El periodo fetal inicia en la novena semana de gestación. Entre la novena y la doceava semanas se acelera el crecimiento del feto, pero se mantiene una relación desproporcionada respecto al cuerpo y la cabeza.
Durante la novena semana los rasgos distintivos son: cara muy ensanchada, ojos muy separados, párpados fusionados y orejas “caídas”. Las piernas son cortas y los muslos son relativamente pequeños. En la siguiente imagen se puede apreciar un embrión a las 9 semanas de gestación:
Hasta el final de la novena semana los genitales externos son indistinguibles entre niños y niñas. En un feto de nueve semanas, el hígado es el principal sitio de formación de glóbulos rojos (eritropoyesis) y es durante este tiempo que se comienza a formar la orina.
Para el momento en que el feto alcanza la doceava semana, aparecen en él los centros de osificación primaria en el esqueleto del cráneo y los huesos largos. Además, es este periodo, los miembros superiores alcanzan sus longitudes definitivas relativas, pero aún le queda por desarrollarse a los miembros inferiores.
Entre estas semanas el crecimiento se acelera aún más y se hace más evidente. Al final de las 16 semanas el cuerpo adquiere un tamaño más proporcional al de la cabeza y los miembros inferiores han alcanzado su longitud correspondiente.
Entre estas 3 semanas comienza la verdadera osificación del esqueleto y en los ultrasonidos puede observarse el desarrollo de los huesos. Para la semana 14 pueden apreciarse movimientos oculares lentos y también se determina el patrón del cuero cabelludo.
A partir de estas semanas se puede determinar el sexo, pues en las hembras se diferencian los ovarios y las células germinativas primordiales. Además, los ojos dejan de estar ubicados anterolateralmente y se disponen en la región anterior del rostro.
Las orejas también se acomodan en sus posiciones definitivas a los costados de la cabeza.
La velocidad de crecimiento disminuye un poco a partir de la semana 17, pero durante este intervalo de tiempo comienzan a hacerse evidentes los movimientos fetales.
Entre la semana 17 y la 20, la piel de los fetos se recubre de una sustancia cerosa protectora llamada “vérnix cerosa”, y también de una capa delgada de vellos (lanugo) que contribuye a la adhesión de la vérnix a la piel.
En este tiempo se hacen visibles las cejas y el cabello y comienza a depositarse la grasa parda, que participa en la producción de calor.
El feto, de piel arrugada y rosada, comienza a ganar peso. En él se observan movimientos oculares rápidos y en sus pulmones comienza a producirse el surfactante pulmonar. Las uñas de los dedos de las manos aparecen usualmente durante la semana 24.
Para el final de estas tres semanas, el feto ya tiene un sistema pulmonar desarrollado lo suficiente como para llevar a cabo el intercambio gaseoso.
Los ojos están abiertos, el cabello se ha desarrollado y también se hacen visibles las uñas de los dedos de los pies. Además, el feto aumenta la síntesis de grasas blancas, lo que resulta en una ganancia de masa corporal.
Al final de la semana 28, la médula ósea toma las riendas de la producción de glóbulos rojos, que antes ocurría en el bazo y antes de allí, en el hígado.
En la semana 30 se ha documentado el desarrollo del reflejo pupilar o, lo que es lo mismo, el cambio en el diámetro de la pupila en respuesta a la luz. Para este momento el porcentaje de grasa corporal es superior al 7% y las extremidades del feto tienen un aspecto rechoncho.
Desde este punto se considera que la gestación está en un periodo de terminación. Los fetos nacidos prematuramente, desde la semana 26, tienen chance de sobrevivir con asistencia médica, pero desde la semana 35 en adelante corren menos riesgos.
Características como la relación entre las circunferencias de la cabeza y el abdomen o la longitud de los pies son empleadas durante este período para determinar la edad del feto.
En la semana 38 ya se considera un embarazo a término. Durante este tiempo el porcentaje de grasa corporal es de aproximadamente 16% y el pecho y los pectorales protruyen ligeramente tanto en niños como en niñas.
- Houillon, C. (2013). Embryologie. Springer-Verlag.
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