Sviluppo della testa embrionale

Come sviluppo della testa embrionale vengono riassunti lo sviluppo del cranio, la differenziazione dei sistemi dell'arco faringeo e lo sviluppo del sistema cranio-facciale. Lo sviluppo del cranio forma principalmente la base ossea del cranio, mentre gli archi faringei formano organi. I disturbi dello sviluppo causano displasie (malformazioni visibili).

Cos'è lo sviluppo della testa embrionale

Lo sviluppo della testa dell'embrione è un processo multifase durante il quale la testa e le sue strutture sviluppano anche il collo dell'embrione. Le fasi di sviluppo corrispondono allo sviluppo del cranio, alla differenziazione delle arcate faringee e alla differenziazione del sistema cranio-facciale. Gli elementi di base per l'attaccamento embrionale della testa e del collo sono gli archi faringei e le cartilagini para- e precordali che sono attaccate ai somiti superiori.

Le fasi di sviluppo vengono eseguite su base genetica. I geni responsabili sono collegati ai geni Homeobox. Per il cranio stesso, la cresta neurale, il mesoderma parassiale, i somiti occipitali e le due arcate faringee superiori sono rilevanti come materiali di partenza. L'apparato masticatorio, gli ossicini, i muscoli facciali, l'osso ioide, la laringe e parti delle arterie sono differenziati dalle arcate faringee. Lo sviluppo del sistema cranio-facciale corrisponde a uno sviluppo strutturale del viso dai rigonfiamenti facciali precedentemente creati.

Funzione e compito

Esiste una stretta connessione tra lo sviluppo della capsula cranica e lo sviluppo delle meningi. Nella sesta settimana di sviluppo embrionale, il sistema cerebrale è circondato da cellule mesenchimali compattate. La foglia esterna è compressa nella dura madre encefalica. La leptomeninge nasce dalla foglia interna. Nella sezione della base del cervello, le meninx primitiva diventano le cellule precartilaginee del condrocranio. Si formano anche osteoblasti di desmocranio. La parte preformata del cranio è cartilaginea ed è chiamata condrocranio. Dopo l'ossificazione, questa sezione corrisponde alla base del cranio.

Una parte del cranio è mesenchimale. Questo cosiddetto desmocranio è ossificato al tetto del cranio e forma gran parte delle ossa che giacciono nel viscerocranio. Lo squama occipitalis e la pars squamosa ossis temporalis hanno origine condrale e desmal.

La base del cranio nasce nel corso dello sviluppo embrionale principalmente attraverso processi di ossificazione condrale che avvengono sul condrocranio. Il cranio ha la sua origine nell'ossificazione desmalata basata sul desmocranio. La base cartilaginea del cranio è formata da materiale della notocorda. La base di questo è formata dalle cartilagini centrali accoppiate precordalmente e dalle loro coppie di cartilagine laterale delle ali temporali e orbitali.

La placca basale del cranio si trova all'estremità anteriore della notocorda. La coppia di capsule auricolari, che successivamente riceveranno l'orecchio interno, vengono create sul lato opposto. La placca basale è collegata ai somiti occipitali, che sono coinvolti nello sviluppo del forame magno. I resti di cartilagine dai centri di ossificazione rimangono nel clivus fino alla pubertà. Alcune parti del cranio rimangono cartilaginee per tutta la vita, come il setto nasale.

Nell'area del desmocranio si forma un'interazione opposta tra osteoblasti che formano l'osso e osteoclasti che degradano l'osso, che consente un'ossificazione diffusa. È così che possono sorgere le complicate relazioni di forma e lunghezza delle singole ossa del cranio.

Le suture sono i punti di contatto delle placche craniche in crescita che creano suture ossee. Le suture di solito si ossificano dopo la nascita. Il tetto del cranio può quindi espandersi in base alla sua forma. Grandi placche ossee di copertura e spazi vuoti del tessuto connettivo, noti come fontanelle, possono essere visti nei punti di contatto nei neonati.

La differenziazione dell'arco faringeo segue questi processi cranici. Lo sviluppo inizia a quattro o cinque settimane di età. Nella quinta settimana ci sono quattro depressioni ectodermiche nell'area della testa ventrolaterale, che sono chiamate solchi branchiali. Quattro sacche faringee dell'endoderma crescono all'interno verso questi solchi branchiali. Questi processi dividono il tessuto mesodermico in quattro archi faringei. Il quinto arco faringeo caudale è scarsamente differenziato e presto si allontana. Tutte le arcate faringee diventano elementi cartilaginei o strutture muscolari, a ciascuna delle quali è assegnato un nervo dell'arco faringeo e un'arteria dell'arco faringeo.

La faringe interna endodermica forma i singoli organi della regione della testa e del collo. Tra i solchi esofagei esterni ectodermici, solo il primo diventa un organo che diventa il canale uditivo esterno e parte del timpano. La cavità cervicale migra in direzione caudale e migra in direzione del secondo arco faringeo, così che si forma una cavità con richiusura sul collo laterale.

Il successivo sviluppo del sistema cranio-facciale si concentra sull'applicazione dei rigonfiamenti facciali. Le vescicole del proencefalo si espandono e, insieme al primo arco faringeo e al rigonfiamento del cuore, delimitano la zona della testa e la bocca del bambino. La cavità orale è chiusa dalla membrana dell'orofaringe, che successivamente si strappa e collega la parte anteriore con la cavità amniotica. Nella quarta settimana, si forma un cuscino di mesenchima ricoperto ectodermicamente, dal quale si estendono i rigonfiamenti nasali della fronte medio-craniale e si estendono i rigonfiamenti della mascella superiore e inferiore.

La prima differenziazione dei rigonfiamenti facciali avviene attraverso un ispessimento ectodermico, che dà origine al placode olfattivo alle estremità della fronte e ai rigonfiamenti del naso. La proliferazione del mesoderma lo trasforma nelle fosse olfattive e nelle sacche olfattive e divide anche un centro da un rigonfiamento nasale laterale su entrambi i lati. Quindi il solco lacrimale-nasale separa il rigonfiamento nasale laterale dal rigonfiamento della mascella superiore. L'iniezione dell'epitelio superficiale supporta lo sviluppo del sacco lacrimale e del dotto nasale. Le narici sono formate dai rigonfiamenti nasali laterali.

Il segmento intermascellare è formato dai rigonfiamenti nasali medi che crescono l'uno verso l'altro e si inseriscono nell'anlage palatale della mascella superiore accoppiata. Dopo che gli elementi crescono insieme, si forma un ponte del naso. Il canale incisivo rimane aperto come una sutura.

I sistemi oculari subiscono una frontalizzazione. Le appendici dell'orecchio esterno migrano dall'area del collo in direzione cranica. Allo stesso tempo, il rigonfiamento mascellare spinge oltre il rigonfiamento nasale laterale e si fonde con il rigonfiamento nasale centrale. Il labbro superiore laterale, la mascella superiore e l'anlage palatale secondario accoppiato derivano dal rigonfiamento della mascella superiore. I rigonfiamenti mascellari fusi medialmente creano la base del labbro inferiore e la mandibola desmal. La mascella laterale e le creste superiori si fondono in modo che l'ampia apertura dello stomatodeo si restringa per formare una bocca definita.

Malattie e disturbi

I disturbi dello sviluppo embrionale dalla quarta settimana di sviluppo embrionale possono causare varie sindromi di malformazione interrompendo lo sviluppo della testa. Alcuni di questi disturbi sono genetici e correlati alla mutazione. Altri sono favoriti da fattori esterni come l'esposizione a tossine o la malnutrizione durante la gravidanza.

Disturbi nello sviluppo del desmocranio possono, ad esempio, corrispondere a una precoce ossificazione delle singole suture. Questo fenomeno è noto come craniosinostosi e dà origine a forme deformate del cranio, come il cranio della torre, il cranio appuntito, il cranio della barca, il cranio triangolare o il cranio storto. Alcune displasie craniche sono associate a ritardi nello sviluppo mentale o ritardo mentale, come l'ossificazione precoce di tutte le suture, che restringe il cervello del paziente e ne impedisce l'espansione.

Se il disturbo dello sviluppo non corrisponde a un disturbo dello sviluppo del cranio ma a un disturbo dello sviluppo dell'arco faringeo, possono insorgere anche sintomi gravi. Ad esempio, gli avanzi del seno cervicale laterale possono svilupparsi in fistole cervicali che si estendono verso il basso nella faringe o terminano alla cieca.

Altri sintomi sono presenti nelle sindromi malformative reali come la sindrome di Goldenhar, che causa displasia oculo-auricolo-vertebrale. Questa sindrome è causata da anomalie combinate nel primo e nel secondo arco faringeo ed è associata a sintomi di conduzione con mascella sottosviluppata e regione dell'orecchio ipoplastico.

Queste malformazioni sono associate a displasie del rachide cervicale. Anche lo sviluppo disturbato del sistema cranio-facciale può provocare evidenti malformazioni. Ad esempio, se i rigonfiamenti nasali medi si fondono solo in modo incompleto con il rigonfiamento mascellare, vengono creati un labbro leporino e un palato. I disturbi della formazione della fessura possono provocare anomalie come la fessura facciale trasversale o la fessura del labbro inferiore. Il quadro clinico dei disturbi durante lo sviluppo della testa embrionale è di conseguenza variato.