Art Morfogénesis embrionaria somitica y faringea

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ACTA ODONT. VENEZ. VOL 56 Nº 1 AÑO 2018 REPORTE DE CASO 
MORFOGÉNESIS EMBRIONARIASOMÍTICA Y FARÍNGEA: CARA Y CUELLO 
SOMITIC AND BRANCHIALEMBRYONIC MORPHOGENESIS: FACE AND NECK 
Recibido para Arbitraje: 11/01/2018 
Aceptado para Publicación: 11/03/2018 
 
Jesús Manuel Rodríguez Ramírez. Doctor en Ciencias, Profesor Asociado, Cátedra de Anatomía 
Normal, Director de la Escuela de Medicina “José María Vargas”, Universidad Central de 
Venezuela, Edificio Ciencias Básicas II, primer piso, Plaza San Lorenzo, San José del Ávila, Caracas, 
Venezuela. Profesor de Anatomía de Cabeza y Cuello del Curso de Postgrado en Cirugía Bucal 
desde 1990, Facultad de Odontología, U.C.V. 
Correspondencia: drjmrodriguezr@yahoo.es 
Resumen. Objetivo: averiguar la aparición, emplazamiento, aspecto final y funcionalidad de los 
segmentos faciales y cervicales relacionados en el período embrionario, y los elementos genético-
bioquímicos involucrados. Materiales y métodos: revisión de literatura que evidencie desarrollo 
embriológico común de cara y cuello con inclusión de mediadores genético-dependientes entre la 
segunda y media y octava semanas post fecundación. Resultados: en la formación de los diversos 
segmentos corporales considerados, actúan en secuencia complejos moleculares genético-
dependientes o presentes en el ambiente, resultando en aparición y desarrollo de estructuras 
faríngeas que luego conforman los diversos segmentos señalados. Discusión: Los mecanismos 
morfogenéticos son rectorizados por moléculas cronometradas a modo de reloj biológico, algunas 
con presencia preembrionaria con ADN metilado como guía epigenética: todo ello ocurre mientras 
el embrión se segmenta, inicia la neurogénesis y aparece la conformación cráneo facial propia de 
la especie. 
Palabras clave: Morfogénesis Facial, Embriología, Biología del Desarrollo. 
Somitic and branchialembryonic morphogenesis: face and neck. 
Abstract. Objective: Finding out formation, site, final appearance, and functionality of facial and 
cervical segments in embrionaryperiod and genetic-biochemical involved factors. Methods: review 
searching about face and neck embryological development with genetic mediators included, 
between second and a half and eighth development week. Results: in embryonic period there are 
gene-dependant molecular complexes or in environment and emergence and development of 
pharyngeal structures than later are segments mentioned above. Discussion: morphogenetic 
mechanisms are guided by molecular sequences as a biological clock, some of them with 
methylated DNA as an epigenetic guide while occur embryo segmentation, neurogenesis and 
definitive conformation of craneo facial segment. 
Key words: Facial morphogenesis, Embryology, Developmental Biology. 
mailto:drjmrodriguezr@yahoo.es
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
Una vez ocurrida la gastrulación e iniciada la fragmentación del mesodermo axial a las dos 
semanas y media de la fecundación, se inicia el período embrionario, que dura hasta la 8a semana, 
iniciado por un proceso somitogénico regido por diversos genes (Hox) y productos de sus 
codificaciones1, siguiendo un orden a modo de reloj molecular que lo controla, por eso los 
morfógenos aparecen y desaparecen con una periodicidad fija, predecible:hairy 1, Wnt, 
señalización de Notch, efrinas, cadherinas, factor de crecimiento fibroblástico, proteínas para 
control de división celular, etc.2-10, e inductores notocordales y de la placa del piso del tubo neural 
como Shh -sonichedgehog- que actúa también en la inducción esclerotómica somítica.11-13 
Los somitas contienen esclerotomas (que forman vértebras, costillas, cartílagos costales y anillos 
fibrosos), miotomos (forman músculos) y dermatomos (dermis de la piel); cada segmento somítico 
permanecerá como una unidad ósea, vascular, muscular y nerviosa. 
Las células dermatómicas provienen de la parte posterior de los somitas, al ser inducidas por 
factores morfogénicos del tipo Wnt1 y neurotrofina 3 (NT-3), forman la capa dérmica de la piel.Las 
células miotómicas, ubicadas a los lados de los somitas, son inducidas por mesodermo lateral (Wnt 
epidérmico, factor de crecimiento fibroblástico, BMP4) y por el tubo neural (Wnt1 y Wnt3a), 
originando mioblastos que migran hacia adelante y luego se diferencian para formar músculos de 
todo el tronco, extremidades y lengua.5 Para detalles precitados y siguientes, véase “Morfogénesis 
preembrionaria”, del autor, en Vitae Academia Biomédica Digital, Nº 67, Jul-Sept 2016. 
Las células esclerotómicas –igualmente mesodermales- migradas desde la parte ventral de los 
somitas y cercanas al neuroectodermo, son inducidas entre la 4ª y 6ª semana, por 
notocorda(mesodermo dorsal) y placa del piso del tubo neural, mediante producción de 
sonichedgehog y nogina que permiten la expresión del gen Pax1 para la formación de 
condroblastos y luego originar vértebras y otros huesos torácicos.11-13 
Del primer somita se completa la formación del hueso occipital, los demás van formando la 
vértebra precedente, por eso el 8º somita forma la séptima vértebra del cuello. Los restos de 
notocorda persisten como núcleo pulposo el cual es rodeado por parte de esclerotomas que 
forman el anillo fibroso del disco intervertebral. Los genes Hox contribuyen a la organización 
metamérica, es decir, relación entre la vértebra, la médula del tubo neural poco antes cerrado, los 
nervios que de ella emergen y los órganos o sectores del cuerpo a ser inervados por ese 
segmento.4,14 
La placa neural es una modificación del ectodermo dorsal central, se deprime en su mitad, hasta 
quedar recubierta por ectodermo de la periferia, adopta forma tubular con rebordes o crestas 
neurales, siempre en la parte dorsal del embrión y recorriendo toda su extensión, ubicada justo 
por detrás de la notocorda mesodérmica precitada, en medio de los somitas.15, 16(Ver Fig. 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Tubo neural parcialmente abierto (extremo izquierdo), somitas rodeándolo en el centro, 
y dilataciones cerebrales a la derecha. 
Cara y cuello. 
La formación de la cara y parte del cuello dependen de modificaciones de la parte ventral anterior 
o faríngea (“branquial” por semejanza piscícola) del embrión; ambos se originan desde 4ª y 5ª 
semanas a partir de 6 arcos o bandas mesodérmicas con parte de crestas neurales en su interior, 
de endodermo hacia adentro y ectodermo superficial. Separando a cada una de esas estructuras 
se presentan afuera 4 hendiduras o surcos, y adentro cinco evaginaciones o bolsas faríngeas o 
branquiales, de mesénquima premandibular, de somítas occipitales y de arcos caudales.17El 
desarrollo de todas estas estructuras también tiene factores bioquímicos guías.18 Cada arco tendrá 
músculos, centro cartilaginoso –de cresta neural y mesodermo-, vasos representados como arcos 
aórticos de faringe primitiva, y nervios propios: al desplazarse cada componente, arrastrará a 
todos los demás hacia su posición definitiva.19,20(Ver Fig. 2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Aspecto sagital de arcos, hendiduras y bolsas faríngeas o branquiales.Inspirado en 
dibujos de literatura previa. 
Del primer arco, con dos ramas del nervio trigémino (maxilar y mandibular) se forman atrás un 
proceso maxilar a cada lado que se expande hacia adelante -separados por el proceso frontonasal- 
del cual derivan los huesos maxilar, palatino, malar y parte proximal del temporal; y el mandibular 
(con cartílago del primer arco o de “Meckel”: de allí se originan hueso mandibular, martillo y 
yunque), ambos procesos contribuyen a delimitar la boca primitiva o estomodeo. En definitiva este 
arco es quien forma el esqueleto óseo de la cavidad bucal, y también los músculos que permiten la 
masticación (milohioideo, vientre anterior del digástrico, temporal, masetero, pterigoideo lateral y 
medial), tensor del velo del paladar y tensor del tímpano, ligamento anterior del martillo y 
ligamento esfenomandibular. La irrigación arterial está a cargo de ramosmaxilares y mandibulares 
del primer arco aórtico.16 
Del segundo arco emerge el nervio facial, y de su cartílago (de “Reichert”) surgen parte del hueso 
hioides (asta menor y parte media superior), el estribo y su músculo, y la apófisis estiloides, 
músculo y ligamento estilohioideo, músculos de mímica de la cara, auriculares y vientre posterior 
digástrico; la arteria es la estapedia (embrionaria) que luego persiste como carótidotimpánica. Del 
tercer arco: nervio glosofaríngeo, asta mayor hioidea, músculo estilofaríngeo; la irrigación es por 
arteria carótida común y parte inicial de la interna. 18,21 
El quinto arco no deja presencia identificable, del cuarto y sexto arcos perviven respectivamente el 
nervio laríngeo superior (para sus músculos constrictores faríngeos) y nervio laríngeo recurrente 
(para los músculos intrínsecos laríngeos) ambos ramas del nervio vago, musculo elevador del velo 
del paladar, parte de musculatura esofágica, y los cartílagos laríngeos (tiroides, cricoides, 
aritenoides, corniculados y cuneiformes); la irrigación es por arterias pulmonares, ducto arterioso, 
arteria subclavia y arco aórtico correspondiente.16,21(Ver Fig. 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Aspecto horizontal de arcos, hendiduras y bolsas faríngeas o branquiales. Inspirado en 
dibujos de literatura previa. 
En la primera bolsa faríngea (6ª semana), del receso tubotimpánico proximal se origina parte de 
conducto auditivo externo y tímpano, del distal la caja timpánica y de la media, la tuba auditiva. 
De la segunda se forman la amígdala palatina, su fosa tonsilar y el resto de amígdalas del anillo 
linfoideo de la garganta; de la tercera, el timo (adelante) y glándula paratiroidea inferior; de la 
cuarta la glándula paratiroidea superior; y de la quinta el cuerpo ultimobranquial que forma parte 
de glándula tiroides como células parafoliculares. De las hendiduras branquiales, a pesar de ser 
cuatro, solo se distingue a la primera contribuyendo a la formación del conducto auditivo 
externo.17, 22(Ver Fig. 4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Aspecto horizontal de secuencia de arcos, hendiduras y bolsas faríngeas o branquiales. 
Inspirado en dibujos de literatura previa. 
La cara, nariz y lengua inician su formación en la cuarta semana, la cara proviene de los procesos 
faciales derivados de las crestas neurales a las cuales en la 5ª semana se le suman los dos primeros 
arcos con sus procesos maxilares y mandibulares, de los faciales surge el frontonasal como una 
prominencia con placodas nasales a los lados (expansiones prosencefálicas) que en esa citada 
semana se deprimen como fositas nasales bordeadas por procesos nasales cuyas partes mediales 
unidas a los maxilares forman el labio superior, al inferior lo forman los procesos mandibulares. La 
nariz, además de células de crestas neurales prosencefálicas, proviene de placodas olfatorias 
ectodérmicas que aparecen en la 4ª semana a los lados de la prominencia frontal media y que al 
principio son convexas pero un par de días después se aplanan, aparecen entonces a los lados las 
prominencias nasales interna y externa quedando las placodas reducidas a un fondo de saco que 
más adelante se perforan como coanas; así, el puente y tabique derivan de la prominencia 
frontonasal, las alas de los procesos lagrimales, y la cresta y punta de los procesos nasales 
medios.23 
La lengua proviene de los primeros 4 arcos: del primero(trigeminal) se forman una protuberancia a 
cada lado y un tubérculo medio que luego se fusionan, detrás se forma la cópulao eminencia 
hipobranquial-de mayor tamaño y procedente del segundo arco (facial) y algo del 
3º(glosofaríngeo) y del 4º (vagal)-, que igualmente se fusionan constituyendo los 2/3 anteriores de 
lengua; entre ambos aparece la glándula tiroides primitiva que migra poco después; a los lados de 
la cópula,con igual procedencia (a predominio del 3º y 4º arcos) y limitada por el surco terminal en 
forma de “v”, aparece la raíz lingual; de la parte más alejada del 4º arco surge la epiglotis con su 
ramo vagal (nervio laríngeo superior); mioblastos procedentes de los somitas occipitales y algunos 
de los miotomas deltercero forman los músculos linguales: por eso la mayoría son inervados 
motrizmente por el nervio hipogloso y uno solo por el glosofaríngeo.La mucosa procede del primer 
arco (por eso tiene inervación trigeminal sensitiva), desde la 8ª semana se van formando 
sucesivamente las papilas gustativas fungiformes y luego las filiformes (del 2º arco, inervadas 
sensorialmente por el nervio facial), y después las caliciformes(tercer arco) con ramos gustativos 
del nervio glosofaríngeo.24(Ver Fig. 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Secuencia de formación de la cara. Inspirado en dibujos de literatura previa. 
El paladar primario se forma al unirse los procesos nasales medios, el secundario está formado por 
dos evaginaciones de procesos maxilares –crestas palatinas- que van hacia la lengua en la 6ª 
semana, horizontalizándose luego: al fusionarse todos, forman al paladar definitivo.15,18 El 
ectodermo se invagina en su extremo anterior como estomodeo o zona buconasal primitiva en el 
área ubicada entre el proceso frontonasal (arriba), mandibular (abajo) y maxilares (a los lados), por 
delantede la membrana bucofaríngea(ecto-endodermal) que desaparece el día 24 y comunica con 
el intestino anterior; una vez formado el paladar, se tabica el estomodeo en cavidades nasal y 
bucal.19(Ver Fig. 6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. M.C. Paladar definitivo óseo. Material cadavérico de base craneal humana. 
En el caso de los dientes, desde la 6ª semana empieza la diferenciación en raíz y corona, y luego 
las estructuras dentarias: pulpa, dentina y esmalte. El germen dentario aparece en sentido 
anteroposterior en el estomodeo, proviene de ectodermo sobre procesos maxilar y mandibular 
(primer arco), que inducido por mesodermo procedente de crestas neurales, prolifera como 
lámina dentaria o listón en forma de herradura, la cual a su vez, induce la aparición de folículos 
con forma acampanada (órgano del esmalte) con mesodermo debajo formando la papila dental, 
de la cual se diferencian los odontoblastosque, al producir dentina (dentinogénesis), induce a los 
ameloblastos a formar esmalte (amelogénesis); ya en la 8ª semana existen la lámina vestibular y la 
dentaria propiamente dicha, posteriormente, la papila forma la pulpa y es invadida por ramos 
nerviosos y vasculares; finalmente, el saco dentario forma periodonto o estructuras de soporte 
dentario: al cemento (cementogénesis), ligamento periodontal, encías y hueso alveolar que es el 
sitio donde se aloja cada diente.24-35De la lámina dentaria se forman entonces los primeros dientes 
temporales en ambas arcadas, con cuatro etapas bien definidas de desarrollo dentario: brote 
(botón o yema) a los 50 días, luego, casquete, campana y finalmente, folículo dental. 
Simultáneamente, se cierra el tubo neural (entre días 21 a 28) y se forman: sistema nervioso 
central, aparato cardiovascular, ojos, oídos, cara. Al final de este período embrionario (2 y media 
semanas-8ª semanas de desarrollo), emergen los miembros superiores y después los inferiores, 
estando presentes hacia la 8a semana todos los órganos de nuestro cuerpo: por eso este es un 
período organogenético.14-18Del ectodermo o capa embrionaria superficial derivarán entonces el 
esmalte, el sistema nervioso y la epidermis; del mesodermo o capa intermedia se originarán los 
somitas, nefrotomas, pleura, pericardio, tubo cardíaco, angioblastos hemáticos y linfáticos, 
dermis, subcutis, cartílagos, huesos, músculos, ligamentos, serosa peritoneal, gónadas –si algo 
falla en su conformación, el desarrollo sexual será siempre femenino-, bazo y corteza suprarrenal. 
Finalmente, del endodermo o capa interna se formarán el tubo intestinal con sus glándulas anexas, 
aparato respiratorio, amígdalas, tiroides, paratiroides, timo, caja timpánica, tuba auditiva, vejiga 
urinaria, uretra.Palabras finales. 
En la formación de los diversos segmentos de cara y cuello -entre la segunda y media y octava 
semanas postfecundación- actúan en secuencia complejos moleculares genético-dependientes o 
presentes en el ambiente, resultando en aparición y desarrollo de estructuras faríngeas que luego 
conforman los diversos segmentos señalados; los mecanismos morfogénicos involucrados son 
rectorizados por moléculas cronometradas a modo de reloj biológico, algunas con presencia desde 
el período preembrionario con ADN metilado como guía epigenética: todo ello ocurre mientras el 
embrión se segmenta, inicia la neurogénesis y aparece la conformación cráneofacial propia de la 
especie. 
Agradecimiento: a la Profesora Ingrist Alemán, Jefe de Cátedra de Bioquímica, Coordinadora 
Académica de la Escuela de Medicina “José María Vargas”, creadora de todos los dibujos en digital. 
REFERENCIAS. 
1 Gómez C:Control of segment number in vertebrates embryos. Nature (2008); 454(7202): 335-339. 
2Andrade R, Palmeirim I, Bajanca F:Molecular clocks underlying vertebrate embryo segmentation: 
A 10-year-old hairy-go-round. Birth Defects Res C Embryo Today (2007); 81:65–83. 
3Aulehla A:Wnt3a plays a major role in the segmentation clock controlling somitogenesis. Dev 
Cell (2003); 4:395–406. 
4Dubrulle J, McGrew M, Pourquié O:FGF signaling controls somite boundary position and regulates 
segmentation clock control of spatiotemporal Hox gene activation. Cell (2001); 106:219–232. 
5Gibb S:Interfering with Wntsignalling alters the periodicity of the segmentation clock. 
DevBiol (2009); 330:21–31. 
6Jouve C: Notch signalling is required for cyclic expression of the hairy-like gene HES1 in the 
presomitic mesoderm. Development (2000); 127:1421–1429. 
7Oates A, Morelli L:Patterning embryos with oscillations: structure, function and dynamics of the 
vertebrate segmentation clock.Development (2012); 139: 625-639. 
8Palmeirim I, Rodrigues S, Dale J, Maroto M. Development on time: AdvExp Med Biol(2008); 
641:62–71. 
9Resende T, Ferreira M:Sonic hedgehog in temporal control of somite formation. PNAS (2010); 
107(29): 12907-12912. 
10Jiang Y:Notch signaling and the synchronization of the somite segmentation clock. Nature (2000); 
408(6811): 475-479. 
11Teillet M, LaPointe F, Le Douarin N:The relationships between notochord and floor plate in 
vertebrate development revisited. ProcNatlAcadSci USA (1998); 95:11733–11738. 
12Tyller R, Feng B:Neuropilins are positive regulators of Hedgehog signal transduction. Genes 
&Dev(2011); 25: 2333-2346. 
13Varjosalo M, Taipale J:Hedgehog: Functions and mechanisms. Genes Dev (2008); 22:2454–2472. 
14 Gilbert S. Biología del desarrollo. 7ª Ed. Edit. Médica Panamericana. (2003). 
15Moore K, Persaud T. Embriología clínica. 9ª edición. Elsevier Sanders. (2013). 
16Sadler T.Langman Embriología médica. 12a edic. Edit. Wolters Kluwer Lippincott Williams y 
Wilkins.(2015). 
17Ten Donkelaar H, Lammens M. Clinical Neuroembryology.Development and Developmental 
Disorders of the Human Central Nervous System.Springer. (2010). 
18Carlson Bruce.Embriología Humana y Biología del desarrollo. 5ª Edic. Elsevier Saunders.(2014). 
19Johnson P, Christmas S, Vince O:Immunological aspects of implantation and implantation failure. 
Hum Reprod(1999); 2:26. 
20Yan L:Live births after simultaneous avoidance of monogenic disorders and chromosome 
abnormality big next-generation sequency with linkage analysis. ProcNatlAcadSciUsa(2015 Dec 
29); 112(52): 15964-15969. 
21Moore K.The developing human: clinically oriented Embryology. 4ª Ed. Philadelphia, 
SaundersWB. (1988). 
22Smith-Agreda V.Neuroembriología y órganos de los sentidos: neuroanatomía y neuropsicología. 
Editorial Edicep.(2007). 
23Sisson B, Dale R:A role of Glypican-4 and wnt5b in chondrocyte stacking underlying craniofacial 
cartilage morphogenesis. Mechanisms of Development (2015); 138(3): 279-290. 
24Ash M,Nelson S. Wheeler’s Dental Anatomy, Physiology, and Occlusion.9ª Ed. Edit.Saunders 
Elsevier. (2010). 
25Thesleff I, Vaahtokari:Epithelial-mesenchymal signaling during tooth development. Connective 
Tissue Research (1995); 32 (1–4): 9–15. 
26Angello M, Rabufetti A: Ameloblasticfibroodontoma in children. Oral and Maxillofacial Surgery 
Cases (2017); 3(2): 34-41. 
27Nieves S, Apellaniz D: Análisis inmunohistoquímico de Ck14 y Ck19 en germen dentario y 
ameloblastoma. Odontoestomatología (2015); 17(25): 4-10. 
28Yaneagadda K, Kamath V: Immunohistochemical expression of keratins 8 and 9 in odontogenic 
cysts and tumors. J Craniomaxillary Dis (2015); 4(2): 128. 
29De Sousa M, Severo M: Ameloblasticfibroodontoma: case report and immunohistochemical 
profile. J Oral Maxillofacial Surg, Medicine and Pathol (2017); 29(1): 77-82. 
30Christensen L, Møllgård:Immunocytochemical demonstration of nerve growth factor receptor 
(NGF-R) in developing human fetal teeth. Anat Embryo(1993); 188 (3): 247–255. 
31Dassule H, Lewis P:Sonic hedgehog regulates growth and morphogenesis of the tooth. 
Development (2000); 127 (22): 4775–4785. 
32Cobourne M, Hardcastle Z:Sonic hedgehog regulates epithelial proliferation and cell survival in 
the developing tooth germ. Journal of Dental Research (2001); 80 (11): 1974–1979. 
33Nakatomi M, Morita I:Sonic hedgehog signaling is important in tooth root development. J Dental 
Res(2006); 85 (5): 427–431. 
34Philbrick W, Dreyer B:Parathyroid hormone-related protein is required for tooth eruption. 
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (1998); 95 (20): 
11846–11851. 
35Luan X, Ito Y. Evolution and Development of Hertwig's Epithelial Root Sheath.Develop 
Dynam(2006 may); 235 (5): 1167–1180.