GASTRULACIÓN

Es un proceso que permite el establecimiento de un plan corporal general básico 
consistente en la formación de un embrión con 3 capas germinativas (ectodermo, mesodermo y 
endodermo) y 3 ejes establecidos (dorso-ventral, céfalo-caudal, izquierda-derecha). Esto lo 
logra mediante la migración y la proliferación celular. 
Los límites de la segmentación y la gastrulación no están bien definidos. Podría 
considerarse el inicio de la gastrulación a la formación de la línea primitiva (LP), alrededor de la 
3º semana de vida del embrión. 
ESTABLECIMIENTO DE LOS EJES EMBRIONARIOS DURANTE LA GASTRULACIÓN 
 Los ejes en el embrión no se forman en la gastrulación. Ya se encuentran especificados 
antes, pero es en la gastrulación cuando se hacen evidentes. 
Formación del eje dorso - ventral 
 Es el primer eje en establecerse. Está, en parte, definido por el eje embrionarioabembrionario, que parece ser especificado por el primer plano de clivaje, que a su vez se 
correlaciona con la posición de entrada del espermatozoide. 
 A medida que continúa el desarrollo, la notocorda mantiene la polaridad dorsoventral
mediante la inducción de específicos patrones dorsoventrales de expresión de genes en el 
ectodermo que lo recubre. 
Formación del eje antero - posterior 
 Establecido por la expresión de los genes HOX, que dan identidad segmentaria. Un dato 
importante es que la línea primitiva no establece el eje anteroposterior, ya que es una 
población de células transitoria. Simplemente, el punto de aparición de la LP coincide con lo 
que será la futura zona caudal del embrión. 
 Las células de la LP ya expresan genes HOX, pero esta expresión sólo será efectiva 
cuando estas células lleguen a las zonas que deben ocupar, luego de abandonar la LP. Esta 
expresión temprana de genes HOX está regulada por el nodo, que libera ácido retinoico 
generando un gradiente de dicha sustancia en el embrión. Los genes HOX son sensibles al 
ácido retinoico. 
  
Formación del eje izquierda - derecha 
 Las células del nodo presentan cilios, que se hallan en el blastocele (cavidad entre 
epiblasto e hipoblasto, donde migrarán las células epiblásticas para formar el mesodermo). Los 
cilios movilizan el líquido del blastocele hacia la izquierda. Las células de este lado sienten el 
impacto de las moléculas que arrastra la corriente, y esto desencadena una cascada molecular 
que se traduce en la expresión del gen Lefty-2 y la inhibición del gen Snail en el lado izquierdo. 
En el lado derecho se inhibe Lefty-2 y se expresa Snail. 
FORMACIÓN DE LA LÍNEA PRIMITIVA 
En un extremo del embrión hay una población de células extraembrionarias llamada Centro 
de Nieuwkoop, que induce en el epiblasto la expresión del gen Nodal. Este gen confiere a las 
células que lo expresan la capacidad de formar LP. 
El hipoblasto expresa al gen Cerberus, que inhibe la activación de Nodal. Por lo tanto, la LP 
no se puede formar en tanto el hipoblasto se halle presente en la zona del Centro de 
Nieuwkoop. Una población extraembrionaria, denominada endoblasto en el pollo, desplaza al 10 
hipoblasto en un determinado momento, y entonces se activa Nodal y comienza la formación 
de LP. 
Una vez desplazado el hipoblasto, las células epiblásticas que expresan Nodal realizan 
movimientos de convergencia, formando un bulto, y luego de extensión, formando la línea 
propiamente dicha. La posición previa a la formación de la LP es de suma importancia, ya que 
determina el destino de las células (territorios presuntivos). Es así que las células epiblásticas, 
según su posición con respecto a la línea media, formarán nodo de Hensen (organizador), 
mesodermo paraxil, intermedio, lateral o extraembrionario. 
En el extremo cefálico de la LP hay una población celular llamada organizador o nodo de 
Hensen. El nodo: 
. Tiene la capacidad de generar un eje axial completo, incluso en otro organismo. 
. Es capaz de inducir un nuevo destino en células vecinas y generar patrones para formar 
nuevas estructuras. 
. Es autodiferenciante, ya que no se deja influenciar por el ambiente. 
Una vez que la LP está totalmente formada con el nodo en su extremo cefálico comienza el 
proceso de ingresión de las células de la LP. 
INGRESIÓN 
 Las células epiblásticas que forman la LP son células epiteliales. La ingresión consiste en 
la ruptura de las uniones intercelulares y de la membrana basal de estas células (pasan a ser 
células mesenquimáticas) para migrar hacia el blastocele que separa el epiblasto del hipoblasto 
y formar el mesoendodermo (estas células pueden dar tanto tejido mesodérmico como 
endodérmico). 
Mientras, en las zonas más caudales, sigue ocurriendo la ingresión, el nodo está dando sus 
derivados para la línea media de todas las hojas del embrión. En la hoja dorsal o epiblástica, 
las células más cefálicas están cambiando su forma, inducidas por el nodo, en un proceso 
conocido como inducción neural. 
INDUCCIÓN NEURAL 
 Hay 2 modelos para explicar la diferenciación de las células de la hoja dorsal en ectodermo 
neural y ectodermo general. 
. Modelo Clásico: Las células que inhiban su expresión de BMP (proteína que expresan todas 
las células del embrión) formarán tejido neural. La inhibición de BMP está inducida por el nodo, 
que expresa Nogina y Cordina. Estas moléculas inducen en las células vecinas la expresión de 
antagonistas de BMP. Son estas células las que formarán ectodermo neural. Las células que 
no se vean afectadas por la nogina y cordina del nodo expresarán BMP y por lo tanto no se 
diferenciarán a ectodermo neural. 
. Modelo Actual: Puede dividirse en 3 etapas: 
1. Activación 
La población que interactúa con el epiblasto es el hipoblasto. Éste expresa FGF, que 
induce a unas células del  epiblasto a expresar ERNI y SOX3 (marcadores neurales tempranos 
transitorios). Esta especificación es lábil, no cambia la morfología celular. 
2. Estabilización 
La población que interactúa con el epiblasto es el mesodermo precordal, que es uno de los 
derivados del nodo en la hoja media (el otro es la notocorda). El mesodermo precordal induce 
dorsalmente al territorio del epiblasto que expresa ERNI y SOX3 a expresar SOX2, que es el 
marcador neural definitivo. Además, el nodo expresa sus antagonistas (nogina y cordina) que 
inhiben BMP en las células aledañas. Estos dos factores (inhibición de BMP y expresión de 
SOX2) producen la diferenciación de estas células a placa neural, se hacen más altas y 
cilíndricas. 
3. Transformación caudalizante 
La población que interactúa con el epiblasto es el nodo. Éste induce la identidad posterior 
en las células de la placa neural (expresando Wnt y FGF) y el mesodermo precordal la 11 
identidad anterior (induciendo la expresión de OTX-2). OTX-2 es un gen homeótico (proveedor 
de identidad a un segmento). 
 Nótese que la porción de la placa neural que será cerebro anterior es la que está más 
alejada del nodo; si no fuera así, se vería afectada por su inducción a identidad posterior y no 
se formaría cerebro anterior. 
El FGF secretado por el hipoblasto también induce en el epiblasto la expresión de Churchill 
(ChCh), gen que inhibe a Brachyury (Bra). Bra es un gen que expresan las células epiblásticas 
cuya función es permitirle a las células realizar la ingresión. Al expresar ChCh se inhibe Bra, 
por lo que las células que expresen ChCh no realizarán la ingresión y formarán parte del 
ectodermo (realizarán movimientos de epibolia). 
Cabe aclarar que ChCh no influye en la diferenciación de ectodermo neural o general 
(BMP, ERNI, SOX3 y SOX2 están relacionados con eso), pero sí en la diferenciación 
ectodermo – mesoendodermo. 
En el proceso de inducción neural, la notocorda no tiene una participación directa en las 
interacciones, pero es de vital importancia dada su función trófica. Se ha demostrado que la 
presencia de la notocorda y sus señales es fundamental para la supervivencia de los tejidos del 
eje axial del embrión. 
Una vez dados sus derivados hacia cefálico (notocorda y mesodermo precordal) el nodo 
realiza la regresión rostrocaudal. 
REGRESIÓN ROSTROCAUDAL 
 Es un movimiento aparente del nodo, parece que éste retrocede mientras prolifera, 
cubriendo el espacio que dejan las células epiblásticas al ingresar a través de la LP.  
En realidad el nodo no se mueve, sino que el embrión crece en el eje cefalocaudal al 
desarrollarse sus derivados cefálicos. 
NEURULACIÓN 
El proceso por el cual la placa neural se transforma en el tubo neural (TN), se denomina 
neurulación. La neurulación primaria es la que se da en la mayor parte de la placa neural. 
Consiste en el plegamiento de los bordes de la placa, formando un surco neural cuyos bordes 
posteriormente se fusionan en la línea media, formando así el TN. La flexión de la placa 
requiere de un punto medio fijo que actúe como bisagra: la notocorda subyacente. Las células 
de la placa neural en la línea media se hallan entremezcladas con la notocorda. Esta población 
mixta de células es la que formará la futura placa del piso; no son células neuroepiteliales, a 
diferencia del resto de las células de la pared del tubo neural. 
 El plegamiento del embrión actúa como principal fuerza que contribuye al acercamiento y 
posterior fusión de los bordes del surco neural. El ectodermo general también participa 
empujando los pliegues de la placa neural hacia la línea media. 
 El cierre del TN depende de la expresión diferenciada de moléculas de adhesividad celular.
Las células de la placa neural expresan N-CAM, mientras que las del ectodermo general 
expresan E-CAM. Esto causa que al acercarse, los bordes del surco neural se fusionen 
formando el TN, y el ectodermo general se fusione sobre él. Así, el TN queda por debajo del 
ectodermo general. Antes de ocurrir el cierre del TN, un grupo de células neuroepiteliales se 
desprende de los bordes del surco, también por debido a la expresión de un tipo diferente de 
moléculas de adhesividad celular (Slug). La proteína Slug esta involucrada con la transición 
epitelio-mesénquimatica, que causa el desprendimiento de estas células, que corresponden a 
las crestas neurales. 
 El cierre del TN no es simultáneo en toda su extensión, sino que hay varios puntos de 
cierre. Los fallos en estos distintos puntos provocan distintas patologías (defectos del tubo 
neural, o DTN). 
 En mamíferos, los niveles sacros del sistema nervioso se forman por neurulación 
secundaria. Ésta consiste en la condensación de células mesenquimáticas que ingresan por la 
LP, y que forman un cordón por debajo del ectodermo superficial. Este cordón posteriormente 
se ahueca, formando un tubo, y se fusiona con el extremo caudal del TN más craneal, formado 
por neurulación primaria. Así se establece la continuidad entre la porción de TN formado por 
neurulación primaria y secundaria. 
VESICULIZACIÓN DEL TUBO NEURAL 12 
 El tubo neural primitivo se halla abierto en sus extremos. Estas aberturas reciben el nombre 
de neuróporos. El neuróporo anterior es el primero en cerrarse, y es en esta porción anterior 
del tubo donde ocurre la vesiculización. Este proceso consta de una dilatación a la vez que hay 
proliferación celular. Se explica por un aumento de presión en la región del neuróporo anterior, 
que es posible debido a que la luz del tubo neural se cierra por presión de células circundantes
a la altura de la posición primitiva del nodo (donde se formará el romboencéfalo). Una vez 
cerrada la luz, las propias células del tubo neural secretan un líquido similar al cefalorraquídeo 
que causa el aumento de presión. Al incrementarse la presión en la región del neuróporo 
anterior, y al proliferar las células de esa zona, se forman tres vesículas, llamadas 
proscencéfalo, mescencéfalo y romboencéfalo, o cerebro anterior, medio y posterior, 
respectivamente. En el romboencéfalo se forman unas prominencias denominadas 
rombómeras, cuya organización es segmentaria y está establecida por la expresión de genes 
HOX. Una vez que se produce la vesiculización, la oclusión de la luz del tubo neural 
desaparece. El tubo neural se cierra definitivamente cuando se cierra el neuróporo posterior, 
hacia el día 27 (4ta semana). 
CRESTAS NEURALES 
 Las crestas neurales (CN) son estructuras embrionarias que se originan a partir de grupos 
celulares ubicados inicialmente en las regiones laterales de la placa neural, en el límite entre 
ella y el ectodermo general. Durante el cierre del tubo neural estos grupos celulares abandonan 
su posición original, ubicándose entre el tubo neural y el ectodermo general. Allí forman dos 
cadenas laterales al tubo neural, que lo recorren en el eje anteroposterior. Pronto las cadenas 
se segmentan (adquieren organización metamérica) al mismo tiempo que el resto del embrión.  
 Según su posición en el eje céfalocaudal, las CN serán craneales o troncales. Las CN 
craneales se dividen en dos zonas, tomando como referencia a la rombómera 3 (ver 
vesiculización del tubo neural). 
- CN anteriores a r3: Formarán estructuras del cráneo y la cara. Migrarán hacia el primer arco 
branquial para formar el mesénquima cefálico: cartílago, hueso por osificación endocondral y 
hueso por osificación intramembranosa. En las células de estas CN no hay expresión de genes 
HOX, dado que ni el cráneo ni la cara poseen organización segmentaria. 
- CN posteriores a r3: Migrarán hacia el segundo arco branquial y formarán todo lo posterior a 
él (mesénquima branquial). Las células de estas CN expresan genes HOX. 
- CN a la altura de r3: Migrarán para formar tanto mesénquima cefálico como branquial, pero la 
mayoría de las células muere por apoptosis.  
 Las CN pueden ser consideradas como esbozos del sistema nervioso periférico, y además 
son precursoras de varios tipos celulares de otros sistemas. Su grado de potencialidad es tan 
alto que ocasionalmente son llamadas la cuarta hoja germinativa.