Tema 1. Desarrollo embriológico de la cara y estructuras bucales

1. Cronología general del desarrollo craneofacial

El modelado de la cara y de las estructuras de la cavidad bucal ocurre, en lo esencial, entre la cuarta y la décima semana del desarrollo embrionario humano. En la semana 4 se inicia la formación facial alrededor de cinco mamelones o procesos: el proceso frontonasal, dos procesos maxilares y dos procesos mandibulares, estos tres últimos derivados del primer arco faríngeo. En la semana 5 aparecen las placodas nasales y comienza, de forma simultánea a la cara, el desarrollo del paladar. En la semana 7 los procesos nasales se unen entre sí, permitiendo la formación del segmento intermaxilar. Hacia la semana 10 la cara del embrión está ya formada en su totalidad, aunque los ojos no alcanzan su posición definitiva (migración medial progresiva desde el hipertelorismo inicial) hasta avanzado el periodo fetal, en torno al séptimo mes.

Todo este proceso comparte un mismo origen estructural: los arcos faríngeos (o branquiales), que además de dar forma a la cara aportan el armazón óseo, muscular, vascular y nervioso de toda la región bucal y cervical.

2. Los arcos faríngeos: armazón común de la cara, la boca y el cuello

Los arcos faríngeos son engrosamientos mesodérmicos, con participación de células de la cresta neural, que aparecen de forma pareada en los bordes laterales de la faringe primitiva. En el embrión humano se forman 6 arcos, separados por 4 hendiduras o surcos faríngeos externos y 5 bolsas faríngeas internas. El quinto arco degenera en la especie humana y el sexto es rudimentario. Su aparición sigue una secuencia temporal precisa: el arco I surge en el día embrionario 22; los arcos II y III, en el día 24; y los arcos IV y VI, en el día 29. Hacia la cuarta semana, los cuatro primeros pares ya son visibles con nitidez en la superficie corporal del embrión.

Cada arco contiene los mismos cuatro tipos de componente: un elemento cartilaginoso (que en parte se osifica), un nervio craneal propio, una arteria y una musculatura característica.

• Arco I (mandibular). Cartílago de Meckel: su extremo dorsal da origen al martillo y al yunque; la mandíbula se forma por osificación membranosa alrededor de casi toda su extensión (el cartílago no se convierte en hueso, sirve de guía). Del mesénquima del primer arco derivan también, por osificación membranosa, el maxilar, el cigomático y la porción escamosa del temporal (véase el apartado 8). Nervio: ramas maxilar y mandibular del trigémino (V). Arteria: rama maxilar de la carótida. Músculos: de la masticación, el milohioideo, el vientre anterior del digástrico y los tensores del velo del paladar y del tímpano.

• Arco II (hioideo). Cartílago de Reichert: origina el estribo, la apófisis estiloides, el ligamento estilohioideo y el asta menor junto con la porción superior del cuerpo del hioides. Nervio: facial (VII). Arteria: caroticotimpánica (arteria estapedia embrionaria). Músculos: de la expresión facial, el estilohioideo y el vientre posterior del digástrico.

• Arco III. Da el asta mayor y la porción inferior del cuerpo del hioides. Nervio: glosofaríngeo (IX). Arteria: carótida común y el tramo inicial de la carótida interna. Músculo: estilofaríngeo.

• Arcos IV y VI. Dan origen a los cartílagos laríngeos (tiroides, cricoides, aritenoides). Nervios: ramas laríngea superior (del arco IV) y laríngea recurrente (del arco VI), ambas del vago (X). Arterias: contribuyen al arco aórtico, la subclavia derecha y las arterias pulmonares.

La membrana bucofaríngea, que separa el estomodeo de la faringe primitiva, se perfora hacia el día embrionario 26, poniendo en comunicación ambas cavidades. En cuanto a las hendiduras faríngeas externas, en el ser humano solo la primera persiste de forma permanente (da origen al conducto auditivo externo); la segunda, la tercera y la cuarta son obliteradas por el crecimiento rápido del segundo arco sobre ellas, un proceso que ocurre entre la cuarta y la quinta semana y que forma transitoriamente el seno cervical lateral.

Las bolsas faríngeas internas también tienen destinos precisos: la primera forma el receso tubotimpánico (origen del oído medio y la trompa auditiva); la segunda, la amígdala palatina; la tercera, el timo y la paratiroides inferior; la cuarta, la paratiroides superior; y la quinta (rudimentaria), las células parafoliculares o C del tiroides, productoras de calcitonina.

3. Formación de la cara: procesos faciales y regiones resultantes

La cara propiamente dicha se construye por el crecimiento y la fusión de cuatro grandes procesos: el proceso frontonasal (con sus derivados, los procesos nasales medial y lateral) y los procesos maxilares y mandibulares, estos dos últimos pertenecientes al primer arco faríngeo. De su combinación surgen las distintas regiones de la cara:

• Región frontal: procede de la porción cefálica del proceso frontonasal.

• Región nasal: resulta de la unión de los procesos nasales medial y lateral. El proceso nasal medial genera el dorso de la nariz, el subtabique y el pilar medial de la narina; el proceso nasal lateral forma la zona alar de la nariz y el pilar lateral de la narina.

• Región geniana (mejilla): se forma por la unión de los procesos maxilar y mandibular. En la línea de contacto entre el proceso maxilar y el nasal lateral se forma el surco lacrimonasal, que al profundizarse da lugar al conducto nasolacrimal.

• Región labial superior: en la línea media la aporta el proceso nasal medial, formando el filtrum; lateralmente participa el proceso maxilar.

• Región labial inferior y región mentoniana: se forman por la fusión de los dos procesos mandibulares.

Cuando alguna de estas fusiones no se completa aparecen malformaciones características: el fallo en el cierre del surco/conducto nasolacrimal origina una hendidura facial oblicua (coloboma); el fallo en la fusión maxilomandibular, una hendidura facial lateral o macrostomía; el fallo en la fusión nasal-maxilar, el labio hendido (leporino); y el fallo en la fusión de los dos procesos mandibulares, la fisura mandibular.

En cuanto a la inervación de la cara ya formada, la piel facial recibe ramos sensitivos del V par (trigémino), mientras que la musculatura de la expresión facial, que deriva del mesodermo del segundo arco faríngeo, está inervada por el VII par (nervio facial).

4. Desarrollo de las fosas nasales

Las fosas nasales se originan a partir de las placodas nasales. En la sexta semana, la invaginación del ectodermo de dichas placodas forma la fóvea (fosita) nasal. Hacia el final de la sexta semana las membranas buconasales desaparecen y las fositas nasales quedan en comunicación con la cavidad oral a través de la coana primitiva. En el tercer mes se forman las conchas (cornetes) nasales superior, media e inferior. Durante la vida fetal se producen, además, evaginaciones de la pared lateral de las fosas nasales que originan los primordios de los senos paranasales, el primero de los cuales es el seno maxilar (hacia el tercer mes); los senos alcanzan su tamaño definitivo mucho después del nacimiento.

5. Desarrollo del paladar: paladar primario y paladar secundario

El paladar primitivo (primario) se forma por la extensión en profundidad de los procesos nasales mediales ya fusionados, constituyendo el segmento intermaxilar o premaxila, en continuidad cefalocaudal con el tabique nasal.

El paladar secundario se desarrolla de forma independiente: en la semana 7 empiezan a esbozarse las crestas o procesos palatinos laterales, que crecen en dirección caudal desde los procesos maxilares (inicialmente a ambos lados de la lengua, de forma vertical). Hacia el final de la semana 8, estos procesos palatinos cambian de posición y se horizontalizan, dando lugar al paladar secundario, que se fusiona en sentido ventrodorsal con el tabique nasal y entre sí. Como vestigio de esa línea de fusión queda, en el paladar de los sujetos jóvenes, una sutura en forma de Y. El cierre del paladar secundario completa además el tabicamiento entre las dos fosas nasales, que quedan en comunicación definitiva con la nasofaringe a través de las coanas definitivas.

Cuando este proceso de fusión falla, en todo o en parte, se producen las distintas fisuras palatinas.

6. Desarrollo de la lengua

La lengua se origina a partir de los primeros cuatro arcos faríngeos, en el suelo de la faringe primitiva. Del primer arco surgen dos protuberancias linguales laterales y un tubérculo impar (prominencia medial); ambas estructuras, al crecer y fusionarse, forman los dos tercios anteriores de la lengua. El segundo arco aporta la cópula, en gran parte recubierta por el crecimiento de estructuras vecinas, y junto con la contribución del tercer arco (y parte del cuarto) se forma el tercio posterior de la lengua.

La inervación refleja este origen multiarco: la sensibilidad general de los dos tercios anteriores corresponde al territorio del primer arco (nervio trigémino); el gusto de esa misma zona se vehicula por fibras asociadas al segundo arco, vinculadas al nervio facial (VII) —de ahí que las papilas fungiformes (ubicadas en los dos tercios anteriores) tengan inervación gustativa facial—; y tanto la sensibilidad general como el gusto del tercio posterior (papilas caliciformes o circunvaladas, cercanas al tercer arco) dependen del nervio glosofaríngeo (IX).

El límite entre los dos tercios anteriores y el tercio posterior queda marcado por el surco terminal, en forma de V, en cuyo vértice se localiza el foramen (agujero) ciego de la lengua: una pequeña fosa que constituye el remanente embriológico del conducto tirogloso, es decir, el trayecto por el que descendió el primordio de la glándula tiroides durante la vida intrauterina.

7. Odontogénesis: desarrollo de los dientes

El desarrollo dentario se inicia con la diferenciación, a partir del ectodermo del estomodeo, de la lámina dental, en la que se van a originar los distintos gérmenes dentarios. Los dientes primarios (temporales) comienzan a formarse alrededor de las semanas 6-7; los dientes permanentes, alrededor de las semanas 9-10. Hacia la semana 8 existen ya 10 yemas en cada lámina dental, correspondientes a las futuras crestas alveolares maxilar y mandibular.

El proceso atraviesa varias etapas sucesivas:

• Inducción: células neuromesenquimales (derivadas de la cresta neural) secretan morfógenos (como FGF y BMP) que inducen al ectodermo a diferenciarse en placas dentales.

• Etapa de brote o yema (desde aproximadamente la semana 6): el ectodermo prolifera formando pequeñas protuberancias hacia el mesénquima subyacente, sin histodiferenciación todavía.

• Etapa de casquete (hacia la semana 10): la papila dental (un grupo de células madre neuromesenquimales) obliga al ectodermo a crecer en torno a ella, adoptando la forma de un capuchón que prefigura la futura corona.

• Etapa de campana (hacia las semanas 11-12): se diferencian con claridad las capas del órgano del esmalte —el epitelio interno del esmalte (que dará los ameloblastos), el epitelio externo del esmalte, el retículo estrellado y el estrato intermedio—, mientras la papila dental se subdivide en una región periférica (futuros odontoblastos) y una región central (futura pulpa), y el saco o folículo dentario que envuelve el conjunto dará origen al cemento, el ligamento periodontal y el hueso alveolar. El conjunto formado por el órgano del esmalte, la papila dental y el saco dentario recibe el nombre de germen dentario.

La formación de los tejidos duros sigue un mecanismo de inducción recíproca: el epitelio interno del esmalte se diferencia primero en preameloblastos, que inducen a las células neuromesenquimales vecinas a diferenciarse en odontoblastos; estos comienzan a producir predentina, y es precisamente esa predentina la que desencadena la diferenciación final de los preameloblastos en ameloblastos productores de esmalte. Como consecuencia de esta secuencia, la dentinogénesis se inicia antes que la amelogénesis, por lo que la capa de dentina resulta más gruesa que la de esmalte.

La formación de la raíz comienza cuando el borde de unión entre el epitelio interno y el externo del esmalte —llamado asa cervical— continúa creciendo en torno a la papila dental y se transforma en la vaina epitelial radicular de Hertwig (HERS). El patrón de crecimiento de esta vaina determina la forma final de la raíz (única o múltiple). A diferencia del órgano del esmalte coronario, la vaina de Hertwig carece de retículo estrellado, por lo que en la raíz no se forman ameloblastos ni, por tanto, esmalte. Tras la fragmentación de la vaina, las células del folículo dentario entran en contacto directo con la dentina radicular y se diferencian en cementoblastos, que depositan una capa de cemento sobre la superficie de la raíz.

La erupción dentaria, ya años después de completado este proceso embrionario, implica una remodelación ósea coordinada entre osteoblastos y osteoclastos y la fusión del epitelio reducido del esmalte con el epitelio oral, dando lugar al epitelio de unión.

8. Formación de los huesos de la cara: mandíbula y maxilar

El esqueleto craneofacial se forma por dos mecanismos distintos: la osificación cartilaginosa (endocondral), propia de los elementos que rodean al encéfalo y a los órganos de los sentidos (el condrocráneo, originado en los cartílagos precordales, hipofisarios y paracordales), y la osificación membranosa, propia de los huesos de cubierta (el desmocráneo, del que derivan la bóveda craneal con los parietales y las porciones escamosas del frontal, el temporal y el occipital).

La mandíbula se forma por osificación membranosa alrededor de casi toda la extensión del cartílago de Meckel, propio del primer arco faríngeo. Su centro primario de osificación aparece en relación con el nervio alveolar inferior, concretamente en el punto donde este se divide en sus ramos incisivo y mentoniano. El cartílago condilar, un cartílago secundario independiente del de Meckel, se mantiene activo hasta aproximadamente los veinte años, proporcionando el principal mecanismo de crecimiento en altura de la rama mandibular.

El maxilar, igual que los huesos cigomático y palatino, deriva también del primer arco faríngeo y se forma mayoritariamente por osificación membranosa.

9. Desarrollo de las glándulas salivales

Las glándulas salivales se originan como engrosamientos discretos del epitelio del estomodeo, es decir, tienen origen ectodérmico. Las glándulas mayores se forman por invaginación del epitelio bucal en el mesénquima subyacente: el brote epitelial proliferante forma un cordón cilíndrico que se alarga, y cuyos segmentos distales se dividen y ramifican dando lugar a conductos y acinis; las células periféricas de esos segmentos se diferencian en epitelio secretor y las centrales degeneran, originando la luz de los conductos.

• La glándula parótida tiene su primordio reconocible a las 6 semanas, en la mejilla, en el sitio donde se situará el orificio de su conducto; crece hacia fuera cruzando la cara externa del músculo masetero hasta contactar con el conducto auditivo externo en desarrollo. El nervio facial migra hacia delante y queda rodeado por la glándula. Sus acinis son exclusivamente serosos.

• La glándula submandibular aparece al final de la sexta semana, cerca de la línea media del suelo de la boca; se alarga hacia atrás hasta el ángulo mandibular. Sus alvéolos terminales se diferencian en acinis serosos y seromucosos. Un estudio con 25 embriones humanos del Departamento de Anatomía y Embriología de la Universidad Complutense de Madrid, publicado en Journal of Anatomy, describe cinco estadios sucesivos en su formación: prospectivo (semanas 5,5-6), de brote (semana 6), seudoglandular (semana 6,5), canalicular (semanas 7-7,5) y de inervación (semana 8); en este desarrollo intervienen la interacción entre el epitelio, el ganglio parasimpático submandibular, el mesénquima derivado de la cresta neural y los vasos sanguíneos. La posición definitiva de la glándula en el adulto se establece como consecuencia del crecimiento posterior de la mandíbula y de la lengua.

• La glándula sublingual es la última en aparecer, al final de la séptima semana; a diferencia de las anteriores, no se desarrolla a partir de un único brote sino de varios grupos epiteliales estrechamente relacionados que después se fusionan en una sola estructura. Sus células son mucosecretoras y serosas.

Fuente: Facultad de Estomatología de La Habana / Hospital General Docente "Aleida Fernández Chardiet", "Afecciones clínico quirúrgicas de glándulas salivales" (capítulo de Embriología), https://files.sld.cu/cirugiamaxilo/files/2013/09/glandulas-salivales.pdf.

Fuente: Universidad Complutense de Madrid (OTRI), "La glándula submandibular se forma entre la quinta y la octava semana de gestación", https://www.ucm.es/otri/noticias-la-glandula-submadibular-se-forma-entre-la-quinta-y-la-octava-semana-de-gestacion.

10. Principales anomalías del desarrollo bucofacial

Las hendiduras orofaciales son los defectos congénitos más frecuentes del cráneo y la cara. Se originan por el fallo de fusión de los procesos faciales en dos ventanas temporales críticas: entre las semanas 5 y 7 de gestación, por ausencia de fusión del proceso nasal medial con el proceso maxilar (dando lugar al labio hendido o leporino, con o sin afectación del paladar primario); y entre las semanas 7 y 12, por ausencia de fusión de los procesos palatinos laterales entre sí y con el tabique nasal (dando lugar al paladar hendido). Entre los factores implicados se citan el desarrollo asincrónico de los procesos y el fallo de proliferación mesodérmica necesaria para formar las uniones de tejido conectivo a través de las líneas de fusión.

La etiología es multifactorial: se han descrito factores genéticos (alteraciones en la región 22q11.2 y en los genes MSX1 y PAX9) y factores ambientales (consumo materno de tabaco, alcohol o drogas ilícitas, ciertos medicamentos, y el déficit de ácido fólico en el periodo que va desde la concepción hasta el final del primer trimestre). Existen varios sistemas de clasificación de estas hendiduras (los de Stark y Kernahan, Victor Veau, Davis y Ritchie, y Kernahan y Stark), que organizan los distintos tipos según su extensión y lateralidad.

En cuanto a la prevalencia, se sitúa a nivel mundial entre 1 de cada 500 y 1 de cada 700 nacimientos. Existe además un patrón diferencial por sexo: los varones presentan mayor incidencia de labio hendido, aislado o combinado con paladar hendido, mientras que las mujeres predominan en el paladar hendido aislado.

Otras malformaciones derivadas de fallos de fusión, ya descritas en los apartados anteriores, son la hendidura facial oblicua o coloboma (fallo del cierre del conducto nasolacrimal), la macrostomía o hendidura facial lateral (fallo de fusión maxilomandibular) y la fisura mandibular (fallo de fusión de los procesos mandibulares).

Tras la fecundación, el cigoto se divide repetidamente (segmentación) sin aumentar de tamaño. La secuencia de las primeras semanas es:

• Mórula: masa compacta de 16 a 32 células (blastómeros), una esfera maciza, sin cavidad interior.

• Blástula (blastocisto en mamíferos): estadio que sigue a la mórula y precede a la gástrula. Se define por una cavidad central llena de líquido (el blastocele), de modo que es una estructura hueca. En el blastocisto de los mamíferos se distinguen una capa externa, el trofoblasto, y una masa celular interna.

• Disco bilaminar: antes de la gastrulación, el disco embrionario tiene solo dos capas.

• Gástrula: hacia la tercera semana, la gastrulación reorganiza el disco bilaminar en un disco trilaminar con las tres hojas embrionarias: ectodermo, mesodermo y endodermo. Es el momento en que aparecen por primera vez las tres hojas embrionarias. El ectodermo origina, entre otras estructuras, la epidermis y el sistema nervioso; el mesodermo, el aparato cardiovascular, el esqueleto y los músculos; el endodermo, el revestimiento del tubo digestivo y el epitelio respiratorio.

Periodos del desarrollo prenatal (semanas desde la fecundación): el periodo embrionario termina al final de la octava semana, y a partir de la novena semana se habla de feto. La organogénesis comienza desde la cuarta semana, una vez establecidas las hojas embrionarias.

El proceso frontonasal se forma al cerrarse el neuroporo anterior (final de la tercera semana, comienzo de la cuarta): el prosencéfalo aumenta de tamaño y empuja hacia delante y hacia los lados el ectodermo que lo cubre. Queda por encima del estomodeo y forma su borde superior.

• Hacia el final de la cuarta semana aparecen, a cada lado del proceso frontonasal, engrosamientos del ectodermo superficial de dos a tres capas de células: las placodas olfativas (nasales).

• Las placodas se hunden como surcos y luego como fositas nasales (primeras semanas de la quinta). Alrededor de cada una se forman los procesos nasales lateral (primero) y medial (poco después), en forma de herradura.

• Los procesos nasales mediales se fusionan con los procesos maxilares en la quinta semana y después forman el filtrum del labio superior y la columela; los laterales se unen a los maxilares hacia el final de la sexta semana y forman el ala de la nariz.

Las placodas olfativas no surgen en los procesos maxilares ni mandibulares, ni en un arco faríngeo: su origen es el borde del proceso frontonasal.