Estantería

Cierre del tubo neural

El tubo neural se cierra a medida que los pliegues neuronales emparejados se unen en la línea media dorsal. Los pliegues se adhieren entre sí, y las celdas de los dos pliegues se fusionan. En algunas especies, las células de esta unión forman las células de la cresta neural. En las aves, las células de la cresta neural no migran de la región dorsal hasta después de que el tubo neural se haya cerrado en ese sitio. En los mamíferos, sin embargo, las células de la cresta neural craneal (que forman estructuras faciales y del cuello) migran mientras los pliegues neuronales se elevan (es decir, antes del cierre del tubo neural), mientras que en la región de la médula espinal, las células de la cresta esperan hasta que se haya producido el cierre (Nichols 1981; Erickson y Weston 1983).

El cierre del tubo neural no ocurre simultáneamente en todo el ectodermo. Esto se ve mejor en aquellos vertebrados (como aves y mamíferos) cuyo eje corporal es alargado antes de la neurulación. La Figura 12.5 muestra la neurulación en un embrión de pollito de 24 horas. La neurulación en la región cefálica (cabeza) está bien avanzada, mientras que la región caudal (cola) del embrión todavía está experimentando gastrulación. La regionalización del tubo neural también ocurre como resultado de cambios en la forma del tubo. En el extremo cefálico (donde se formará el cerebro), la pared del tubo es ancha y gruesa. Aquí, una serie de hinchazones y constricciones definen los diversos compartimentos cerebrales. Caudal a la región de la cabeza, sin embargo, el tubo neural sigue siendo un tubo simple que se estrecha hacia la cola. Los dos extremos abiertos del tubo neural se denominan neuroporo anterior y neuroporo posterior.

Figura 12.5

Estereograma de un embrión de pollito de 24 horas. Las porciones cefálicas están terminando la neurulación, mientras que las porciones caudales todavía están experimentando gastrulación. (De Patten 1971; después de Huettner 1949.)

A diferencia de la neurulación en pollitos (en la que el cierre del tubo neural se inicia a nivel del futuro cerebro medio y se «cierra» en ambas direcciones), el cierre del tubo neural en mamíferos se inicia en varios lugares a lo largo del eje anterior-posterior (Golden y Chernoff 1993; Van Allen et al. 1993). Se producen diferentes defectos del tubo neural cuando varias partes del tubo neural no se cierran (Figura 12.6). Si no se cierran las regiones del tubo neural posterior humano al día 27 (o la ruptura posterior del neuroporo posterior poco después), se produce una afección llamada espina bífida, cuya gravedad depende de la cantidad de médula espinal que permanezca expuesta. Si no se cierran las regiones del tubo neural anterior, se produce una condición letal, anencefalia. Aquí, el cerebro anterior permanece en contacto con el líquido amniótico y posteriormente degenera. El desarrollo del cerebro anterior fetal cesa, y la bóveda del cráneo no se forma. El fracaso de todo el tubo neural se cierra sobre todo el eje del cuerpo se llama cranio. Colectivamente, los defectos del tubo neural no son raros en los seres humanos, ya que se ven en aproximadamente 1 de cada 500 nacidos vivos. Los defectos del cierre del tubo neural a menudo se pueden detectar durante el embarazo mediante varias pruebas físicas y químicas.

Figura 12.6

Neurulación en el embrión humano. A) Secciones dorsal y transversal de un embrión humano de 22 días que inicia la neurulación. Los neuroporos anterior y posterior están abiertos al líquido amniótico. B) Vista dorsal de un embrión humano neurulante al día siguiente. El (más…)

El cierre del tubo neural humano requiere una compleja interacción entre los factores genéticos y ambientales. Ciertos genes, como el Pax3, el erizo sónico y el cerebro abierto, son esenciales para la formación del tubo neural de los mamíferos, pero los factores dietéticos, como el colesterol y el ácido fólico, también parecen ser críticos. Se ha estimado que el 50% de los defectos del tubo neural humano podrían prevenirse si una mujer embarazada toma ácido fólico suplementario (vitamina B12), y el Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos recomienda que todas las mujeres en edad fértil tomen 0,4 mg de folato al día para reducir el riesgo de defectos del tubo neural durante el embarazo (Milunsky et al. 1989; Czeizel y Dudas 1992; Centros para el Control de Enfermedades 1992).

El tubo neural eventualmente forma un cilindro cerrado que se separa del ectodermo de superficie. Se cree que esta separación está mediada por la expresión de diferentes moléculas de adhesión celular. Aunque las células que se convertirán en el tubo neural expresan originalmente E-cadherina, dejan de producir esta proteína a medida que se forma el tubo neural, y en su lugar sintetizan N-cadherina y N-CAM (Figura 12.7). Como resultado, el ectodermo de superficie y los tejidos del tubo neural ya no se adhieren entre sí. Si el ectodermo de superficie se hace experimentalmente para expresar N-cadherina (mediante la inyección de ARNm de N-cadherina en una célula de un embrión Xenopus de 2 células), la separación del tubo neural de la presunta epidermis se ve dramáticamente impedida (Detrick et al. 1990; Fujimori et al. 1990).

Figura 12.7

Expresión de proteínas de adhesión de N-cadherina y E-cadherina durante la neurulación en Xenopus. A) Desarrollo normal. En la etapa de la placa neural, la N-cadherina se ve en la placa neural, mientras que la E-cadherina se ve en la presunta epidermis. Con el tiempo, el (más…)