Embriologia Ojo

E12. DESARROLLO DEL OJO OBJETIVOS: •

Tejidos embrionarios que participan en la formación del ojo (neuroectodermo, ectodermo superficial, ectomesénquima cefálico).

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Interacción e inducciones recíprocas entre los componentes oculares embrionarios para la formación de las estructuras diferenciadas del ojo (vesícula óptica, c opa óptica, placoda del cristalino, estroma ocular).

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Relación entre las estructuras definitivas con sus precursores embrionarios (cristalino, retina, córnea, esclera, coroides, conjuntiva, saco conjuntival, párpados).

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Diferenciación histológica del cristalino, retina, córnea, nervio óptico, esclera, coroides, conjuntiva.

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Relación entre los procesos del desarrollo ocular con las malformaciones más frecuentes.

DESARROLLO DEL OJO

1 - Anatomía del ojo (Arteaga,2013)

El ojo se desarrolla a partir de varias fuentes: •

Ectodermo. Da lugar a la formación del cristalino, el epit elio anterior de la córnea, los párpados, la conjuntiva y las glándulas lagrimales.

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Neuroectodermo. De él derivan la retina, el nervio óptico, el epitelio del cuerpo ciliar, el epitelio anterior de la córnea y el músculo dilatador de la pupila.

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Cresta neural. Genera al músculo ciliar, el esfínter de la pupila, la esclerótica, la coroides, el estroma y el epitelio posterior de la c órnea.

2 - Arteaga, 2013

3 - Arteaga, 2013

En el neuroectodermo del diencéfalo aparece un c ampo ocular que se caracteriza por la exp resión de PAX-6, las estructuras de la línea media como la placa precordal secretan SHH, el cual inhibe la expresión de PAX-6 en la región media de este campo, permitiendo que este se separe, dando lugar a la formación de dos ojos. Al llegar el día 22 aparecen los surcos ópticos en las paredes laterales del diencéfalo, los cuales comienzan a evaginarse para dar origen a las vesículas ópticas (día 24).

4 - Formación de las vesículas ópticas (Sadler, 2016)

Durante el día 28, las vesículas ópticas comienzan a p roducir BMP-4 y BMP-7, que inducen al ec todermo de la región superior a engrosarse y constituir la placoda del cristalino. Esta placoda inicia la expresión de los genes SOX-2 y PAX-6, para comenzar a invaginarse en dirección a la vesícula óptica y formar la

vesícula del cristalino.

5 - Formación de la vesícula del cristalino y la copa óptica (Carlson, 2014)

6 - Carlson, 2014

La vesícula del cristalino induce a la vesícula óptica para que esta comience a aplanarse, se torne cóncava y se transforme en la copa óptica. El ácido retinoico es esencial durante la formación de esta estructura. La copa óptica se encuentra dividida en una capa externa y una interna separadas por el espacio intrarretiniano. Esta copa se encuentra unida al diencéfalo mediante el tallo óptico, en cuya superficie ventral se abre la fisura coroidea.

En el interior de la fisura transcurre la arteria hialoidea que se encarga de nutrir la capa interna de la copa óptica. A lo largo del tallo óptico se e xpresa el gen PAX-2, que es necesario para guiar el crecimiento de los axones que forman al nervio óptico.

7 - Copa óptica, tallo óptico y fisura coroidea (Carlson, 2014)

8 - Sadler, 2016

La cisura coroidea debe cerrarse al llegar la 7ª semana; la porción distal de los vasos hialoideos degenera dejando como remanente al conducto hialoideo, los vasos de la porción proximal se mantienen y dan lugar a la arteria central de la retina, la cual se encargará de alimentar a las capas más internas de la retina.

9 - Degeneración de la arteria hialoidea (Carlson, 2014)

RETINA La porción proximal de la copa óptica se transforma en una capa externa que se caracteriza por la expresión de Mitf y que se diferencia en la capa pigmentaria de la retina.

10 - Regulación molecular de la capa pigmentaria y neural (sensitiva) de la retina (Carlson, 2014)

La porción distal de la copa óptica expresa PAX- 6 y forma la capa interna, la cual expresa el gen Vsx-2 necesario para dar lugar a la retina neural o sensitiva (constituida por la capa de fotorreceptores, plexiforme interna y externa, nuclear ext erna e interna, células horizontales, amácrinas, neuronas bipolares y ganglionares).

11 - Capas de la retina neural (Carlson, 2014)

CUERPO CILIAR El epitelio interno del cuerpo ciliar proviene de la capa in terna de la copa óptica y el epitelio externo del cuerpo ciliar se origina de la capa exte rna. El músculo ciliar responsable de modificar la forma del cristalino para permitir la visión cercana (reflejo

de acomodación) se deriva del mesénquima de la cresta neural.

12 - Músculo ciliar y ángulo iridocorneal (Carlson, 2014)

Las crestas neurales contribuyen a la formación de la red t rabecular y el limbo esclerocorneal (antes

conducto de Schlemm) el cual es el sitio de reabsorción del humor acuoso secretado por el cuerpo ciliar. La obstrucción de este conducto bloquea la reabsorción del humor acuoso provocando hipertensión intraocular, dando origen al glaucoma.

IRIS El iris se encarga de regular la cantidad de luz que pasa hacia el cristalino, su porción anterior está compuesta por fibras del músculo dilatador de la pupila, el cual proviene de la capa interna de la copa

óptica. En el estroma del iris se localiza el músculo constrictor de la pupila , el cual se origina del mesénquima de la cresta neural.

CRISTALINO Durante el día 34, el epitelio posterior de la vesícula del cristalino comienza a expresar l os genes PAX-6 y SOX-2, que favorecen su diferenciación hacia fibras primarias (mediante su elongación y síntesis de proteínas cristalinianas transparentes), estas fibras se acumulan en el interior de la cavidad central de la vesícula y crean el núcleo del cristalino. El epitelio anterior forma el epitelio subcapsular del cristalino. A diferencia de las células del núcleo, las c élulas cercanas al ecuador del cristalino continúan proliferando, se alargan, acumulas proteínas cristalinianas y se convierten en las fibras secundarias, que

recubren a las fibras primarias y forman la c ápsula del cristalino (las fibras son más jóvenes cuanto más periférica es su localización). Las células epiteliales no diferenciadas se caracterizan por sintetizar fibras cristalinianas α, las que comienzan a elongarse fibras β y las que se encuentran c ompletamente diferenciadas fibras γ. La retina coordina la producción de estas fibras mediante la producci ón de FGF.

13 - Formación del cristalino (Carlson, 2014)

Al inicio de su desarrollo, el cristalino es nutrido por una túnica vascular proveniente de la arteria hialoidea, esta túnica alcanza a cubrir la pupila formando la membrana iridopupilar. Al desaparecer la arteria hialoidea, la túnica vascular degenera y la membr ana iridopupilar también lo hace, permitiendo que la luz pueda atravesar la pupila y llegue al cristalino. La posterior nutrición del lente será llevada a cabo por el humor acuoso.

CÓRNEA La córnea es una capa externa que se localiza en la porci ón anterior del ojo, proviene del ectodermo

superficial que ha sido inducido por la vesícula del cristalino para expresar PAX-6. El ectodermo forma un epitelio anterior dividido en una capa basal cubierta por una capa llamada peridermo. Las células basales comienzan a secretar colág eno I, II y IX que forman el estroma primario de la córnea, el cual es acelular. Posteriormente las células de la cresta neural migran para formar el epitelio posterior de la córnea (endotelio corneal). El epitelio anterior de la córnea c omienza a secretar ácido hialurónico hacia el estroma primario para que las células de la cresta neural lo utilicen y colonicen el estroma de la córnea para d ar lugar al

estroma secundario (el cual ya es celular).

14 - Formación de la córnea (Carlson, 2014)

Tanto el epitelio anterior (proveniente de ectodermo) como e l posterior (de la cresta neural) forman la membrana limitante anterior (antes llamada de Bowman) y la membrana limitante posterior (antes llamada de Descemet) de la córnea. Otra transformación corneal consiste en el c ambio del radio de su curvatura para mejorar el paso de la luz. La formación de irregularidades en esta curvatura puede producir astigmatismo. Finalmente, la córnea debe eliminar agua para tornarse t ransparente y así poder permitir el paso de la luz, esto se puede conseguir mediante dos mec anismos: •

Degradación del ácido hialurónico por lo queratinocitos ya que este heteropolisacárido atrae agua (es higroscópico).

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Bombeo de Na+ hacia el humor acuoso inducido por la acci ón de la hormona tiroidea. El movimiento de Na+ provocado por el epitelio posterior es seguido por la difusión de agua mediante un efecto osmótico.

ESCLERÓTICA Y COROIDES La esclerótica es la capa más externa del ojo, determina su forma y mantiene su estructura. Por debajo de esta se encuentra la coroides, la cual es una capa vascularizada que se encarga de nutrir las capas superficiales de la retina. El origen de ambos estratos es la cresta neural.

ANEXOS DEL OJO Los párpados comienzan a desarrollarse durante la 7ª semana a partir de pliegues de ectodermo que crecen uno frente a otro y terminan fusionándose al llegar la 9ª semana. Su separación ocurre hasta el 7º mes. Las conjuntivas y las glándulas lagrimales también se desarrollan a partir del e ctodermo.

CC01. ALTERACIONES OCULARES La anoftalmía es la ausencia del ojo y la microftalmia es la falta de crecimiento del mismo. Ambas alteraciones se presentan en 1 de c ada 100,000 nacimientos y suelen formar parte de otros síndromes (trisomías 13 y 21) o ser consecuencia de la mutación de los genes SOX-2 y PAX-6. Las infecciones durante el embarazo (por virus de la rub éola, varicela y citomegalovirus), deficiencia de vitamina A, hipertermia, exposición a rayos X, uso de t alidomida, Warfarina y alcohol se consideran factores de riesgo

15 - Microftalmia (Carlson, 2014)

La ciclopía consiste en la aparición de una órbita ocular que contiene un solo ojo, suele ser acompañada de la formación de una probóscide en la reg ión superior. Suele acompañar a otras alteraciones en la formación de estructuras de la línea media (holoprosencefalia) y es producida por defectos e n la expresión de PAX-6 y SHH (encargado de separar los campos oculares). Si en la única órbita se observan 2 ojos fusionados entonces se denomina sinoftalmia. Se incrementa el riesgo de presentar cualquiera de estas malformaciones si la madre c ursó con diabetes gestacional, infección por citomegalovirus o ingirió salicilatos durante el 1º t rimestre del embarazo.

16 - Ciclopía (Sadler, 2016)

La aniridia es la ausencia del cristalino (parcial o total) se debe a mutaciones en el gen PAX-6 y se acompaña de defectos en la formación de la córnea y cristalino.

17 - Aniridia (Sadler, 2016)

El coloboma aparece como consecuencia de la falla en la degeneraci ón de la cisura coroidea, se aprecia como una abertura que va desde la pupila hasta el borde del iris (a manera de orificio de cerradura), clásicamente este orificio se presenta en direcc ión a las 5:00 en punto en el ojo derecho y a las 7:00 en punto en el izquierdo. La formación de la fisura coroidea y del nervió óptico requiere de PAX-2, un gen que también es necesario durante la embriogénesis del riñón, por lo que su aparición exige investigar posibles alteraciones renales.

18 - Coloboma (Carlson, 2014)

En la heterocromía cada iris presenta un color distinto, en la mayor parte de los c asos no posee significancia clínica, pero en ocasiones forma parte del sí ndrome de Waarderburg.

19 - Heterocromía

La policaria es la presencia de varios orificios pupilares consecuencia de una falta de degeneraci ón de la membrana iridopupilar. La afaquia es la ausencia de cristalino en el ojo consecuencia de mutaciones en el gen PAX-6.

20 - Policaria

La catarata congénita se caracteriza por la opacidad del cristalino, se presenta en 15 de cada 10,000 nacimientos y es responsable del 39% de los casos de c eguera en niños. Suele ser consecuencia de una infección por el virus de la rubéola durante el desarrollo intrauterino, Otros factores de riesgo son la trisomía 21, galactosemia, exposición a rayos X, ingestión de c orticoides y sulfonamidas durante el embarazo, deficiencia de vitaminas A, B1, C, D y ácido fólico e infecciones intrauterinas por virus herpes, citomegalovirus o por el parásito de la toxoplasmosis.

21 - Catarata congénita

BIBLIOGRAFÍA •

Arteaga, García. Embriología humana y biología del desarrollo. México. Panamericana. 2013

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Carlson B. Embriología humana y biología del desarrollo. 5ª edición. España. El sevier. 2014

•

Sadler T. Langman Embriología médica. 13ª edición. España. Wolters Kluwer. 2016